檢測認證人脈交流通訊錄
- 光致發光光譜成像測量系統 PMEye-3000
PMEye-3000光致發光光譜成像(PL-Mapping)測量系統是卓立漢光最新研制的,用于LED外延片、半導體晶片、太陽能電池材料等,在生產線上的質量控制和實驗室中的產品研發檢測。該系統對樣品的PL譜進行Mapping二維掃描成像,掃描結果以3D方式進行顯示,使檢測結果更易于分析和比較。該系統的軟件窗口界面友好,操作簡單,只需簡單培訓就能使用。
測試原理:
PL(光致發光)是一種輻射復合效應。在一定波長光源的激發下,電子吸收激發光子的能量,向高能級躍遷而處于激發態。激發態是不穩定的狀態,會以輻射復合的形式發射光子向低能級躍遷,這種被發射的光稱為熒光。熒光光譜代表了半導體材料內部,一定的電子能級躍遷的機制,也反映了材料的性能及其缺陷。PL是一種用于提供半導體材料的電學、光學特性信息的光譜技術,可以研究帶隙、發光波長、結晶度和晶體結構以及缺陷信息等等。
應用領域舉例:
LED外延片,太陽能電池材料,半導體晶片,半導體薄膜材料等檢測與研究。
主要特點:
◆ PLMapping測量
◆ 多種激光器可選
◆ Mapping掃描速度:180點/秒
◆ 空間分辨率:50um
◆ 光譜分辨率:0.1nm@1200g/mm
◆ Mapping結果以3D方式顯示
◆ 最大8吋的樣品測量
◆ 樣品精確定位
◆ 樣品真空吸附
◆ 可做低溫測量
◆ 膜厚測量
一體化設計,操作符合人體工學
PMEye3000 PL Mapping測量系統采用立式一體化設計,關鍵尺寸根據人體工學理論設計,不管是樣品的操作高度和電腦使用高度,都特別適合于人員操作。主機與操作平臺高度集成,方便于在實驗室和檢測車間里擺放。儀器側面設計有可收放平臺,可擺放液晶顯示器和鼠標鍵盤。儀器底部裝有滾輪,方便于儀器在不同場地之間的搬動。
模塊化設計
PMEye-3000 PL Mapping測量系統全面采用模塊化設計思想,可根據用戶的樣品特點來選擇規格配置,讓用戶有更多的選擇余地。激發光源、樣品臺、光譜儀、探測器、數據采集設備都實現了模塊化設計。
操作簡便、全電腦控制
PMEye-3000 PL Mapping測量系統,采用整機設計,用戶只需要根據需要放置檢測樣品,無需進行復雜的光路調整,操作簡便;所有控制操作均通過計算機來控制實現。
全新的樣品臺設計,采用真空吸附方式對樣品進行固定,避免了用傳統方式固定樣品而造成的損壞;可對常規尺寸的LED外延片樣品進行精確定位,提高測量重復精度。
兩種測量方式,用途更廣泛
系統采用直流和交流兩種測量模式,直流模式用于常規檢測,交流模式用于微弱熒光檢測。
監控激發光源,校正測量結果
一般的PL測量系統只是測量熒光的波長和強度,而沒有對激發光源進行監控,而激發光源的不穩定性將會對PL測量結果造成影響。PMEye-3000 PL Mapping測量系統增加對激光強度的監控,并根據監控結果來對PL測量進行校正。這樣就可以消除激發光源的不穩定帶來的測量誤差。
激光器選配靈活
PMEye-3000 PL Mapping測量系統有多種高穩定性的激光器可選,系統最多可內置2個激光器和一個外接激光器,標配為1個405nm波長高穩定激光器。用戶可以根據測量對象選配不同的激光器,使PL檢測更加精準。
可選配的激光器波長有: 405nm,442nm,532nm、785nm、808nm等,外置選配激光器波長為:325nm。
自動Mapping功能
PMEye-3000 PL Mapping測量系統配置200×200mm的二維電控位移臺,最大可測量8英寸的樣品。用戶可以根據不同的樣品規格來設置掃描區域、掃描步長、掃描速度等,掃描速度可高達每秒180個點,空間分辨率可達50um。掃描結果以3D方式顯示,以不同的顏色來表示不同的熒光強度。
軟件功能豐富,操作簡便
我們具有多年的測量系統操作軟件開發經驗,,熟悉試驗測量需求和用戶的操作習慣,從而使開發的這套PMEye-3000操作軟件功能強大且操作簡便。
MEye-3000操作軟件提供單點PL光譜測量及顯示,單波長的X-Y Mapping測量,給定光譜范圍的X-Y Mapping測量及根據測量數據進行峰值波長、峰值強度、半高寬、給定波長范圍的熒光強度計算并以Mapping顯示,Mapping結果以3D方式顯示。同時具有多種數據處理方式來對所測量的數據進行處理。
低溫樣品室附件
該附件可實現樣品在低溫狀態下的熒光檢測。
有些樣品在不同的溫度條件下,將呈現不同的熒光效果,這時就需要對樣品進行低溫制冷。
如圖所示,從圖中我們可以發現在室溫時,GaN薄膜的發光波長幾乎涵蓋整個可見光范圍,且強度的最高峰出現在580nm附近,但整體而言其強度并不強;隨著溫度的降低,發光強度開始慢慢的增加,直到110K時,我們可以發現在350nm附近似乎有一個小峰開始出現,且當溫度越降越低,這個小峰強度的增加也越顯著,一直到最低溫25K時,基本上就只有一個熒光峰。
GaN薄膜的禁帶寬度在室溫時為3.40Ev,換算成波長為365nm,而我們利用PL系統所測的GaN薄膜在25K時在356.6nm附近有一個峰值,因此如果我們將GaN薄膜的禁帶寬度隨溫度變化情況也考慮進去,則可以發現在理論上25K時GaN的禁帶寬度為3.48eV,即特征波長為357.1nm,非常靠近實驗所得的356.6nm,因此我們可以推斷這個發光現象應該就是GaN薄膜的自發輻射。
不同制冷溫度下GaN材料的PL譜圖
主要功能和技術參數
掃描模式
單點光譜掃描;單波長Mapping
攝譜模式
峰值波長Mapping;峰值強度Mapping; 半高寬Mapping;給定波長范圍的熒光強度Mapping
膜厚測量
單點膜厚測量
光源
405nm激光(標配);150W溴鎢燈
光譜儀
三光柵DSP掃描光譜儀
光譜儀焦距
300mm(標配)
500mm
光譜分辨率
0.1nm(1200g/mm光柵)
0.05nm(1200g/mm光柵)
倒線色散(nm/mm)
2.7(1200g/mm光柵)
5.4(600g/mm光柵)
10.8(300g/mm光柵)
1.7(1200g/mm光柵)
3.4(600g/mm光柵)
6.8(300g/mm光柵)
探測器
Si探測器,光譜響應范圍:200~1100nm (標配)
數據采集設備
帶前置放大器的數字采集器DCS300PA(標配) 鎖相放大器SR830(選配)
二維位移平臺
行程200*200mm,重復定位精度<3μm
樣品臺
具有真空吸附功能 對主流的2’’,3’’,4’’,5’’,6’’,8’’的晶片可進行精確定位
Mapping掃描速度
高達180點/秒
Mapping位移步長
最小可到1um
空間分辨率
50um
重復定位精度
<3um
可選擇探測器
探測器類型
光譜響應范圍
R1527光電倍增管
200~680nm
CR131光電倍增管
200~900nm
DSi300硅光電探測器
200~1100nm
DInGaAs1700常溫型銦鎵砷探測器
800~1700nm
DInGaAs1900制冷型銦鎵砷探測器
800~1900nm
DinGaAs2200制冷型銦鎵砷探測器
800~2200nm
DinGaAs2600制冷型銦鎵砷探測器
800~2600nm
可選擇的內置激光器:
波長
穩定性
功率
355nm
<10%
1~20mW
405nm
<1%
1~300mW
442nm
<1%
1~50mW
532nm
<1%
1~450mW
561nm
<1%
1~200mW
635nm
<1%
1~500mW
785nm
<1%
1~300mW
808nm
<1%
1~500mW
可選擇的外置激光器:
325nm HeCd激光器,功率有:10、15、20、、25、30、40、45、50、55、80、100mW等。
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