德国EBIC电子束感生感应电流分析系统

尚丰科技向用户提供专业的的电子束感生电流分析系统EBIC

EBIC原理

当扫描电镜电子束作用于半导体器件时，如果电子束穿透半导体表面，电子束电子与器件材料晶格作用将产生电子与空穴。这些电子和空穴将能较为自由地运动，但如果该位置没有电场作用，它们将很快复合湮灭（发射阴极荧光），若该位置有电场作用（如晶体管或集成电路中的pn结），这些电子与空穴在电场作用下将相互分离。故一旦在pn结的耗尽层或其附近位置产生电子空穴对，空穴将向p型侧移动，电子将向n型侧移动，这样将有一灵敏放大器可检测到的电流通过结区。该电流即为电子束感生电流（EBIC）。由于pn结的耗尽层有最多的多余载流子，故在电场作用下的电子空穴分离会产生很大的电流值，而在其它的地方电流大小将受到扩散长度和扩散寿命的限制，故利用EBIC进行成像可以用来进行集成电路中pn结的定位和损伤研究。 

EBIC应用领域包括但不限于：
1）材料晶格缺陷探测分析，缺陷以黑点和黑线标识出来；
2）P-N结缺陷区域定位；
3）双极电路中导致集电极-发射极漏电电流的收集管路的探测；
4）探测额外连接或者多层掺杂；
5）确定静电放电/电过载（ESD/EOS）导致的失效位置；
6）测量减压层/耗尽层（depletion layer）宽度和少数载流子扩散长度和时间（minority carrier diffusion lengths/lifetimes）
等等。

EBIC图像对于电子-空穴的重新组合非常敏感，因此EBIC技术能够非常有效的对半导体材料缺陷等进行失效分析。
 Benifits
Make the link between device characterization and materials properties

• Image electrical activity across complete devices

• Distinguish between electrically active and passive defects

• Correlate electrical activity with composition (EDS) and crystallographic structure (EBSD)

Localise electrical defects with highest resolution

• Enable sample preparation for TEM or atom probe microscopy

• Avoid alignment errors by directly imaging defects with EBIC in FIB SEM

• Use live EBIC imaging to stop milling during sample preparation

Map junctions and defects over large areas

• Identify all electrically active defects

• Map active areas of junctions and electrical fields

• Validate doping profiles and areas

Export calibrated EBIC signal for analysis of materials properties

• Measure defect contrast / recombination strength

• Extract diffusion length of minority charge carriers

• Determine width of depletion regions

Verify device operation modes with built-in biasing and live overlay

• Image junctions and fields in delayered devices

• Map electrical activity in solar cells under bias

• Compare imaged behaviour with device modelling

Access third dimension with depth profiling

• Manipulate depth of EBIC signal by changing kV in SEM

• Investigate EBIC images of cross-sections in FIB-SEM

• Export EBIC depth series for 3D reconstruction

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