牛津仪器Asylum Research近日发布了具备可直接对电容(Capacitance)成像功能的高灵敏度快速扫描电容显微镜(SCM)。
扫描电容显微镜(SCM)是研究半导体和失效分析的有效工具。传统的SCM技术采用的 Video Disco 探测技术,信噪比相对较弱,噪音较大,数据准确性欠佳。
现在牛津仪器Asylum Research发布的快速SCM采用全新微波电路设计,采用的频段更高(~2.0 GHz),带宽也更宽(600 MHz),从而实现更高的信噪比和灵敏度,和更好的分辨率。
新发布的SCM可以直接对电容(Capacitance)高质量成像,结果显示电容成像与样品掺杂浓度成非常好的线性关系,如图1D。差分电容也因此变得更加灵敏,不需要太高调制电压,可以对更脆弱的样品成像。
图1 静态随机存储 (SRAM) 样品。所有通道同时获得了29μm扫描区域:A:形貌;B:dC/dV振幅(与掺杂浓度成反比);C:dC/dV相位(蓝色表示p型掺杂,红色表示n型掺杂);D:电容(与掺杂浓度有线性关系);
结合牛津仪器Asylum Research旗下的高速AFM系统(Cypher高端科研系列和Jupiter大样品系列),新SCM模块可达到26Hz的扫描速度时仍能保证成像质量,如图2,对于原先采集一幅结果需要耗时时间5~10分钟的实验,现在仅需十几秒,速度提高近几十倍,让原位动态监测表面电容/掺杂变化成为可能。
图2 微分电容(dC/dV)振幅图像
快速SCM也适用于金属和绝缘体,进而在半导体、能源、2D材料,金属材料、陶瓷等领域有着广泛的应用。
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