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半导体晶圆拉曼光谱测试系统

半导体晶圆拉曼光谱测试系统具有自动对焦和实时表面跟踪功能,无需样品标记,可进行无损非接触式测量,空间分辨率<1μm。系统可以对第三代半导体进行组分、应力、载流子浓度、结晶度和缺陷进行检测,广泛地应用于半导体材料的质量监控、失效分析。
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产品概述
半导体晶圆拉曼光谱测试系统R1——应力、组分、载流子浓度
 
面向半导体晶圆检测的拉曼光谱测试系统
主要功能:
•光穿过介质时被原子和分子散射的光发生频率变化,该现象称为拉曼散射。
•拉曼光谱的强度、频移、线宽、特征峰数目以及退偏度与分子的振动能态、转动能态、对称性等紧密相关
•广泛地应用于半导体材料的质量监控、失效分析。


仪器架构:


性能参数:
 

拉曼激发和收集模块

激光波长

532 nm

激光功率

100 mW

自动对焦

•在全扫描范围自动聚焦和实时表面跟踪

•对焦精度<0.2微米

显微镜

•用于样品定位和成像

•100x,半复消色差物镜
•空间分辨率<2微米

拉曼频移范围

80-9000 cm-1

样品移动和扫描平台

平移台

•扫描范围大于300x300mm。

•最小分辨率1微米。

 

样品台

•8寸吸气台(12寸可定制)

•可兼容2、4、6、8寸晶圆片

光谱仪和探测器

光谱仪

•320 mm焦长单色仪,接面阵探测器。

•分辨率<2.0 cm-1。

软件

控制软件

•可选择区域或指定点位自动进行逐点光谱采集

Mapping数据分析软件

•可对光谱峰位、峰高和半高宽等进行拟合。

•可自动拟合并计算应力、晶化率、载流子浓度等信息,样品数据库可定制。
•将拟合结果以二维图像方式显示。
 
晶圆Mapping软件界面
数据分析软件界面
应力检测—GaN晶圆片
利用拉曼光谱568 cm-1位置的特征峰位移动,可以检测GaN晶圆表面应力分布。类似方法还可应用于表征Si/SiC/GaAs等多种半导体。
载流子浓度检测——SiC晶圆片
组分检测——结晶硅薄膜晶化率测试
结晶率指晶态硅与晶界占非晶态、晶态、晶界总和的质量百分比或体积百分比,是评价结晶硅薄膜晶化效果的一项重要指标。晶化率𝛸𝛸𝑐𝑐可通过拟合拉曼光谱分峰后定量计算。
多层复杂晶圆质量检测——AlGaN/GaNHEMT
•氮化镓高电子迁移率晶体管则凭借其良好的高频特性在移动电话、卫星电视和雷达中应用广泛。
•晶圆片包含Si/AlGaN/GaN多层薄膜结构。
•拉曼光谱可给出多层结构的指纹峰,并对其应力、组分、载流子浓度等进行分析。
AlGaN/GaN晶圆,直径6英寸
面向半导体晶圆检测的拉曼光谱测试系统
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