氮化镓(GaN)是光电器件中广泛使用的材料,例如发光二极管(LED)。LED结构主要由蓝宝石基材上的外延生长,但由于成本原因,硅作为可能的竞争者出现。然而,硅和氮化物之间的巨大的错位和热膨胀系数的差异导致了许多脱位和可能的裂缝。它们通常出现在生长过程中的冷却阶段。由于裂缝和脱位均对LED应用有害,因此确定局部缺陷浓度和其他特征如掺杂和菌株是至关重要的。

阴极发光(CL)技术构成了对Investi-Gate GaN属性的快速和高度相关的方式。可以是直接的非辐射缺陷的分布,例如位错。以下带隙排放线的能量使我们能够识别点缺陷。阴极发光高光谱图提供有关应变,掺杂,生长方向和载体浓度的空间变化的相关信息。在实践中,通过限制电子束与样品之间的相互作用体积的尺寸,可以强烈地改善CL中的空间分辨率。使用诸如TEM样本的薄物体恰好克服这种物理限制。它显着降低了从550nm的相互作用体积的横向尺寸(以10kev的10kev的光束能量为GaN)至小于30nm.A的特异性低温样品支架,其与TEM样品相容符合在辅导阴极发光显微镜上进行测量在低温下(向下液体)。然而,样品中的小探测体积可以显着降低收集的信号,从而限制测量分辨率。Attolight CL系统的优化光集合完全克服了这种困难。 It allows to carry out highly resolved hyperspectral mapping (with a very high signal-to-noise ratio) within short durations on cross-sectional TEM samples. Such measurements are not limited to GaN and can be extended to many other light emitting materials.

该协议依赖于辅导阴极发光显微镜,允许:

  • 良好的位错网络可视化和与样本的同一区域中获取的TEM图像的相关性
  • 堆栈(ALN,GAN,量子井等)不同成分的空间发光映射
  • 估计局部应变并通过CL光谱能量移位划分脱位和界面
  • 点缺陷的识别和空间分布
失败 - 分析 - 光电子 - 器件 - 高光谱 - 甘缺陷 - 验证 - 阴极发光
故障分析 - 光电子 - 器件 - 高光谱 -  TEM-CL-验证 - 阴极发光
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