Attolight CL-SEM系统在光电失效分析方面的应用

       氮化镓(GaN)是一种广泛应用于发光二极管(led)等光电器件的材料。LED结构主要是通过外延生长在蓝宝石衬底上，但由于成本原因，硅成为蓝宝石的代替者。然而，硅和氮化物之间巨大的不配合和热膨胀系数的差异导致大量的位错和可能的裂纹。它们通常出现在生长过程中的冷却阶段。由于裂纹和位错对LED应用都是有害的，所以确定局部缺陷浓度和其他特征如掺杂和应变是至关重要的。

       阴极发光(CL)技术是研究GaN性质的一种快速和高度相关的方法。非辐射缺陷如位错的分布可以直观地显示出来。以下的能带隙发射线的能量允许我们识别点缺陷。阴极发光高光谱图提供了应变、掺杂、生长方向和载流子浓度的空间变化信息。在实际应用中，通过限制电子束与样品相互作用体积的大小，可以大大提高空间分辨率。像TEM样品这样的薄物体的使用恰好克服了这种物理限制。它显著地将相互作用体积的横向尺寸从550 nm(束能为10 keV的GaN)降低到30 nm以下。Attolight设计了一种与TEM样品兼容的特殊低温样品架，用于低温下在Attolight阴极发光显微镜上进行测量。

      然而，样品中较小的探测体积可能会显著降低采集到的信号，从而限制测量分辨率。Attolight CL系统优化后的集光系统较好地克服了这一困难。它允许在短时间内对横断面TEM样品进行高分辨率的高光谱映射(具有非常高的信噪比)。这样的测量并不局限于氮化镓，并且可以扩展到许多其他发光材料。

      该方案是Attolight阴极发光显微镜在LED光电失效分析应用层面的良好体现，它做到了以下4个方面使Attolight阴极发光显微镜成为光电失效分析及LED应用方面的优先选择。

1、具有良好的位错网络可视化和与样品同一区域TEM图像的相关性

2、堆叠不同组分(AlN, GaNs，量子阱等)的空间发光映射

3、通过CL谱中的能量位移估计位错和界面周围的局部应变和掺杂

4、点缺陷的识别与空间分布