德國EBIC電子束感生電流分析系統(tǒng)

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EBIC電子束感生電流分析系統(tǒng)是一種基于掃描電子顯微鏡（SEM）的圖像采集及分析系統(tǒng)，主要用于半導(dǎo)體器件及其他材料的失效及結(jié)構(gòu)分析。

它通過分析電子束照射樣品時(shí)在樣品內(nèi)產(chǎn)生的電流信號(hào)，以圖像方式直觀表征出樣品特征、樣品中P-N結(jié)位置、失效區(qū)域，并可以突出顯示樣品的非同質(zhì)性區(qū)域，從而對(duì)樣品進(jìn)行全面分析。

EBIC原理
當(dāng)掃描電鏡電子束作用于半導(dǎo)體器件時(shí)，如果電子束穿透半導(dǎo)體表面，電子束電子與器件材料晶格作用將產(chǎn)生電子與空穴。這些電子和空穴將能較為自由地運(yùn)動(dòng)，但如果該位置沒有電場(chǎng)作用，它們將很快復(fù)合湮滅（發(fā)射陰極熒光），若該位置有電場(chǎng)作用（如晶體管或集成電路中的pn結(jié)），這些電子與空穴在電場(chǎng)作用下將相互分離。故一旦在pn結(jié)的耗盡層或其附近位置產(chǎn)生電子空穴對(duì)，空穴將向p型側(cè)移動(dòng)，電子將向n型側(cè)移動(dòng)，這樣將有一靈敏放大器可檢測(cè)到的電流通過結(jié)區(qū)。該電流即為電子束感生電流（EBIC）。由于pn結(jié)的耗盡層有最多的多余載流子，故在電場(chǎng)作用下的電子空穴分離會(huì)產(chǎn)生較大的電流值，而在其它的地方電流大小將受到擴(kuò)散長度和擴(kuò)散壽命的限制，故利用EBIC進(jìn)行成像可以用來進(jìn)行集成電路中pn結(jié)的定位和損傷研究。 

EBIC應(yīng)用領(lǐng)域包括但不限于：
1）材料晶格缺陷探測(cè)分析，缺陷以黑點(diǎn)和黑線標(biāo)識(shí)出來；
2）P-N結(jié)缺陷區(qū)域定位；
3）雙極電路中導(dǎo)致集電極-發(fā)射極漏電電流的收集管路的探測(cè)；
4）探測(cè)額外連接或者多層摻雜；
5）確定靜電放電/電過載（ESD/EOS）導(dǎo)致的失效位置；
6）測(cè)量減壓層/耗盡層（depletion layer）寬度和少數(shù)載流子擴(kuò)散長度和時(shí)間（minority carrier diffusion lengths/lifetimes）
等等。

EBIC圖像對(duì)于電子-空穴的重新組合非常敏感，因此EBIC技術(shù)能夠非常有效的對(duì)半導(dǎo)體材料缺陷等進(jìn)行失效分析。
 

EBIC acquisition
The best quantitative electronics and  Software for Electron Beam Induced Current (EBIC)


Correlate topography,composition and structure with elecrical activity
 

• Record simultaneous EBIC, SE, BSE and EDS signals

• Colour and mix signals for spatial correlation

• Distinguish between active and passive defects

Enable TEM or atom probe microscopy sample preparation
 

•  Localise defects with sufficient resolution for TEM sample preparation

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

• Use live EBIC imaging to stop ion milling for sample preparation

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

• Image junctions and fields in delayered devices

• Map electrical activity of solar cells under bias

• Compare imaged behaviour with device modelling

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• Correlate structural defects with electrical activity

• Map active areas of junctions and electrical fields

• Validate doping profiles and areas

 

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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