Elektrische Leitfähigkeit mittels Wirbelstromverfahren

Die Spreading-Resistance-Profilsierung ist eine kontaktbasierte elektrische Messmethode, mit der die Resistivität und die Ladungsträgerkonzentration in Abhängigkeit von der Tiefe in siliziumsubstratbasierten Halbleiterproben bestimmt werden. Dies ermöglicht die präzise Lokalisierung von p-n-Übergängen und die Überprüfung von Dotierungsprofilen für einzelne Bauelementschichten in z. B. bipolaren Transistoren und CMOS-Bauelementen. Die Probe wird in einem flachen Winkel (0,5–5°) abgeschrägt, um die Tiefenskala zu vergrößern, und zwei Hartmetall-Tungstenkarbidsonden werden unter kontrolliertem Druck schrittweise entlang der abgeschrägten Oberfläche geführt. Der gemessene Spreizwiderstand wird über Kalibrierkurven in die Ladungsträgerkonzentration umgerechnet, und die Ergebnisse werden als Diagramme des elektrischen Widerstands (Ω), des spezifischen Widerstands (Ω∙cm) und der Ladungsträgerkonzentration (cm⁻³) in Abhängigkeit von der Tiefe (nm oder µm) dargestellt. Der angezeigte Beispielpreis umfasst die Fasenpräparation und die SRP-Messung einer nicht strukturierten Probe. Strukturierte Proben können ebenfalls analysiert werden; zusätzliche Probenpräparation (z. B. Lift-off von Oberflächenschichten) ist auf Anfrage verfügbar. Die Messung kann zudem mit anderen Dienstleistungen kombiniert werden, einschließlich der Bestimmung der Kristallorientierung mittels XRD und der Analyse chemischer Konzentrationen mit SIMS. Bitte verwenden Sie das untenstehende Formular, um ein Angebot für Ihr Analyseprojekt anzufordern.

In-situ-elektrische Charakterisierung von Halbleiterproben mittels Electron Beam Induced Current (EBIC)-Mapping. Die Methode ermöglicht eine direkte Abbildung elektrisch aktiver Defekte, die in rein morphologischen REM-Aufnahmen nicht sichtbar sind. Die Probe wird in eine REM-Kammer eingebracht und mit einem fokussierten Elektronenstrahl abgerastert, wodurch Elektron-Loch-Paare im Material erzeugt werden. Der resultierende Mindertraeger-Strom wird Pixel fuer Pixel kartiert und mit gleichzeitig aufgenommenen Sekundaerelektronen- (SE) oder Rueckstreuelektronen-(BSE)‑Bildern ueberlagert, um elektrisch aktive Defekte, Uebergangsbereiche und Korngrenzen mit Submikrometeraufloesung zu lokalisieren. Mindertraeger-Diffusionslaenge, Oberflaechenrekombinationsgeschwindigkeit und Uebergangsposition koennen zudem aus Linienprofil‑Abklingkurven bestimmt werden. Die Beschleunigungsspannung des Elektronenstrahls ist vollständig einstellbar, wobei der am häufigsten verwendete Bereich zwischen 0,2 kV und 20 kV liegt. Die Temperatur kann ebenfalls im Bereich von -40 °C bis 200 °C gewählt werden. Vor der Analyse wird ein ohmscher oder Schottky-Kontakt (z. B. eine dünne Au-, Al- oder Ti/Au-Schicht) auf die Probe aufgebracht, um die Ladungsträgererfassung zu ermöglichen. Querschliffe können mittels FIB-Präparation hergestellt werden. Das angezeigte Preisbeispiel gilt für das EBIC-Mapping eines Bare Die mit einem 28nm-Prozessknoten. Bitte fordern Sie ein Angebot für Ihre spezifische Probe an.

Simultane Kartierung der lokalen elektrischen Leitfähigkeit und Oberflächentopographie von Dünnfilmen und anderen Halbleitermaterialien mittels Leitfähigkeits-Rasterkraftmikroskopie (C-AFM). Zwischen der leitfähigen Sondenspitze und der geerdeten Probe wird eine Bias-Spannung angelegt, und der resultierende Strom wird Pixel für Pixel über das Scanareal erfasst. Dadurch entstehen korrelierte Topografie- und Stromkarten mit lateralen Auflösungen von 20–50 nm. An ausgewählten Punkten kann die Bias-Spannung variiert werden, um lokale Strom-Spannungs-(I-V)-Kurven zu erzeugen. Der Strommessbereich liegt ungefähr zwischen 1 pA und 10 µA; Materialien mit einer spezifischen Elektrizitätsleitfähigkeit oberhalb von ca. 10⁹ Ω·cm können nicht zuverlässig charakterisiert werden. Die Ergebnisse werden als koinjizierte Topografie- und Stromkarten, gegebenenfalls Widerstandskarten sowie lokale I‑V‑Kennlinien für ausgewählte Messpunkte dargestellt.

Diese Analyse, die gemäß der Norm IEC 60243-1 durchgeführt wird, bestimmt die Durchschlagfestigkeit fester Kunststoffe, indem eine flache Probenplatte einer schrittweise erhöhten Spannung zwischen zwei Elektroden ausgesetzt wird. Die Spannung, bei der der Kunststoff seine isolierenden Eigenschaften verliert, wird als Durchschlagspannung bezeichnet. Die Durchschlagfestigkeit wird ermittelt, indem die Durchschlagspannung durch die Probendicke dividiert wird, und typischerweise in Kilovolt pro Millimeter (kV/mm) angegeben. Die Proben werden vor der Prüfung 24 Stunden lang bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte vorkonditioniert und anschließend in einem umgebenden Medium aus thermostatisiertem Isolieröl geprüft, um Überschläge zu verhindern. Die typische Analyse bei Raumtemperatur umfasst fünf Prüfungen bei 23 °C. Die Durchschlagfestigkeit wird aus dem Median der Prüfergebnisse bestimmt. Werden einzelne Prüfergebnisse festgestellt, die um mehr als 15 % vom Median abweichen, werden fünf zusätzliche Prüfungen durchgeführt. Die Durchschlagfestigkeit wird dann aus dem Median der insgesamt 10 Ergebnisse bestimmt. Diese zusätzlichen Prüfungen haben keinen Einfluss auf den Preis der Analyse. Maximale Durchschlagsfestigkeit 50 kV/mm. Optionen für kryogene und Hochtemperatur-Analysen (bis zu 250 °C) sind ebenfalls verfügbar. Bitte kontaktieren Sie uns für ein auf Ihr Projekt zugeschnittenes Angebot. Bitte beachten Sie, dass wir auch andere Prüfungen zur Bewertung der elektrischen Eigenschaften von Kunststoffen anbieten, einschließlich Volumen- &Oberflächen-Widerstandsmessungen sowie die Bestimmung des vergleichenden Kriechstromindex (CTI).

Supraleitende Materialien leiten elektrischen Strom ohne elektrischen Widerstand und ermöglichen eine stabile magnetische Levitation, wenn sie unter ihre kritische Temperatur gekühlt werden. Mit Zugang zu Hochfeldanlagen (resistive Magnete bis zu 37 T) bieten wir mehrere Messverfahren zur Bestätigung der Supraleitung von Materialien unter extremen Temperatur-, Magnetfeld- und Druckbedingungen an, darunter: Kritische Stromdichte bei 4,2 K in Magnetfeldern bis 15 T, Magnetisierung von 2–300 K in Feldern bis zu 9 T, Kritische Temperatur (Tc) durch Transport oder Magnetisierung, Thermische Ausdehnung von 4,2–300 K, Thermische Leitfähigkeit und spezifische Wärmekapazität von 2–300 K, Kritischer Strom in Abhängigkeit von der Dehnung bei 77 K, Zugfestigkeitsprüfung bei 4,2 oder 77 K mit Kräften bis 500 kN, Ermüdungsprüfung bei 4,2 oder 77 K, Bruchzähigkeit bei 4,2 oder 77 K. Diese Messungen unterstützen die funktionelle Charakterisierung von Materialien wie Hochtemperatur-Supraleiter-(HTS-)Drähten, -Bändern und -Spulen, supraleitenden Dünnfilmen, Tieftemperatur-Supraleiterkabeln und Leitern sowie Komponenten für supraleitende Magnete. Bitte kontaktieren Sie uns für weitere Informationen und ein Angebot.

Die Hall-Effekt-Messung ermöglicht die Bestimmung wichtiger Halbleiterparameter wie Ladungsträgermobilität, Ladungsträgerkonzentration und Hall-Koeffizient. Bei dieser Messung wird ein Strom durch die Probe angelegt und gleichzeitig ein senkrecht dazu gerichtetes Magnetfeld appliziert. Die daraus resultierende Potentialdifferenz (Hall-Spannung) wird gemessen, und unter Kenntnis der Probendicke und des spezifischen Widerstands, der typischerweise mit der van-der-Pauw-Methode bestimmt wird, können die Ladungsträgerkonzentration und die Ladungsträgermobilität berechnet werden. Messungen werden in der Regel von Raumtemperatur bis 200 °C in Luft durchgeführt, aber Temperaturen von -150 °C bis 600 °C sind auf Anfrage verfügbar. Typische Messbereiche: Ladungsträgerkonzentration: ~107–1021cm-3, Spezifischer Widerstand: ~10-4–107Ωcm, Mobilität: ~0,1–107 cm2/Vs.

Die elektrochemische Kapazitäts-Spannungs(ECV)-Profilierung ist eine destruktive Charakterisierungsmethode zur Messung von Dotierungsprofilen in Halbleiter-Heterostrukturen. Durch das Inkontaktbringen eines flüssigen Elektrolyten mit der Halbleiterprobe wird ein Übergang erzeugt, der einer Schottky-Barriere analog ist. Dieser Übergang bildet eine Verarmungszone, d. h. einen Bereich, der frei von Löchern und Elektronen, jedoch mit ionisierten Ladungen sowie elektrisch aktiven Defekten oder Fangzentren besetzt ist. Die Verarmungszone wirkt als Dielektrikum mit spannungsabhängiger Kapazität. Durch Durchführung von Kapazitäts-Spannungs-Messungen kann die Ladungsträgerkonzentration berechnet werden. Das Tiefenprofil wird durch elektrolytisches Ätzen des Halbleiters ermittelt. Eine typische Messung umfasst ein 2 µm Tiefenprofil. Weitere Tiefen im Bereich von 0,05 µm bis 50 µm können auf Anfrage analysiert werden.

Die Vierpunktmessung ist ein Verfahren zur Bestimmung der Resistivität und Leitfähigkeit von leitfähigen und halbleitenden Materialien, einschließlich Dünnschichten. Da bei diesem Verfahren separate Strom- und Spannungskontakte verwendet werden, wird der Einfluss des Kontaktwiderstands im Vergleich zur herkömmlichen Zweipunktmessung minimiert. In einem standardmäßigen Vier-Punkt-Messaufbau sind die Sonden gleichmäßig voneinander beabstandet. Durch Anlegen eines bekannten Stroms über die beiden äußeren Sonden und Messen der Spannungen an den inneren Sonden kann der Flächenwiderstand mithilfe des Ohmschen Gesetzes bestimmt werden. Wenn Proben eine beliebige Form aufweisen, wird häufig die Van-der-Pauw-Methode verwendet. In diesem Fall werden die vier Sonden entlang des Randes der Probe angeordnet. Messungen können in Luft im Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 200 °C durchgeführt werden.

Die Röntgenreflektometrie (XRR) wird zur Bestimmung der Dichte (g/cm3), der Schichtdicke (nm) und der Rauheit (nm) von Dünnschichten eingesetzt. Das Verfahren ist zur Charakterisierung ein- oder mehrschichtiger Dünnfilme geeignet, da es Informationen über die Dicke und Dichte der einzelnen Schichten des Probenmaterials sowie über die Rauigkeit der Grenzflächen liefert. Die höchste Genauigkeit bei XRR-Dickenmessungen wird im Allgemeinen bei Proben mit 1–200 nm dicken Oberflächenschichten und einer RMS-Rauheit von unter 5 nm erzielt. Dickere Schichten und Beschichtungen mit stärker aufgerauten Oberflächen können ebenfalls charakterisiert werden, jedoch nimmt die Genauigkeit der Dickenbestimmung mit zunehmender Schichtdicke und Rauheit der Schicht bzw. des Schichtstapels ab. >150-mm-Wafer werden in der Regel zugeschnitten, um in den Probenhalter zu passen. Bitte teilen Sie uns mit, wenn Sie Prüfungen für größere Wafer benötigen, die nicht in Stücke geschnitten werden können. Der verfügbare Temperaturbereich für XRR-Messungen liegt bei 25–1100 °C, und die Kristallinität kann in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Die Messungen können unter Normalatmosphäre, in inerter Gasatmosphäre oder im Vakuum durchgeführt werden. Messungen werden in der Regel mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: Rigaku SmartLab, Panalytical X'Pert Pro MRD, Bruker D8 Discover. Bitte teilen Sie uns mit, ob Sie eine Präferenz für ein bestimmtes Instrument haben.

Während dieser Analyse wird die Oberfläche einer glatten und harten Probe mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) abgebildet. Topografische Bilder werden in der Regel von drei Positionen um die Probe herum aufgenommen. Der Messbereich beträgt 5 × 5 Mikrometer, sofern nichts anderes vereinbart wurde. Messungen werden typischerweise mit folgendem Instrument durchgeführt: Bruker Dimension Icon.