扫描电镜样品电流感生电流探测器

简介

样品电流感生电流探测器专为扫描电镜中小电流样品探测设计，提供精确的吸收电流测量和宽范围的束流成像。支持TV速率和低噪声图像获取，具备样品浮动高达5V电压的能力。利用电子束感生电流（EBIC）技术，该设备能够对未钝化及已完成钝化的半导体器件进行定性与定量分析，揭示器件内部结构信息及质量评估。

样品电流感生电流探测器是设计用来对扫描电镜中样品吸收的小电流进行探测。它提供精确的吸收电流测量，也能提供宽范围的束流成像。在较高的电子束流下，可以得到TV速率的图像；而在慢扫描时，可以得到低噪声的图像。

差分输入能力允许样品对地浮动高达5V电压。当高能电子穿透晶体半导体时，随着硅价电子从其轨道中射出，硅原子的电离将吸收其大部分动能。每一次电离都产生一个自由电子，而空价位使原子的电不平衡，并带净正电荷。这种被称为空穴的净正电荷似乎在外场的影响下从一个原子迁移到另一个原子，造成了正电荷流动的错觉。在p掺杂区和n掺杂区交界处，由于电子和空穴的重新分布所产生的电场(费米势)，形成了一个移动载流子的狭窄空穴区。如果电子和由撞击电子产生的空穴可以进入这个耗尽区，那么它们也会被费米势扫到一边。载流子的这种运动表现为外部电路中的电流。

n  吸收电流测量

n  吸收电流成像

n  兼容偏压样品

在硅中，平均电子空穴对需要大约3.6eV的能量，与进入耗尽区载流子的数量成正比的外部电流很可能比原束流大2到4个数量级，这取决于原束流能量和能被吸收到耗尽区的空穴对的百分比。这种现象被称为电子束感生电流或EBIC。光子轰击可以产生同样的效果，这也是光电二极管和太阳能电池工作的基础。

现代平面半导体器件由于其独特的二维结构，使其易于在扫描电子显微镜和激光扫描显微镜下采用EBIC（电子束感生电流）和OBIC（光束感生电流）技术进行定性和定量研究。

对未钝化器件进行检查是需要的，EBIC也可以很容易地在已完成钝化的器件上执行，事实上，它可以揭示关于钝化层厚度和结深度的信息。

EBIC图样的空间扩展可以提供载流子寿命和扩散长度的信息，而这些信息又指向了电阻率和晶体取向。

EBIC方法也能用来检查用于半导体制造的晶圆的质量，方法是在表面涂上合适的结层，并在下面形成大面积结。晶界和孪晶界、层错和螺位错等晶体缺陷为电子空穴对形成了俘获（重组）中心，当束流冲击这些缺陷附近时，EBIC电流输出明显减少。