Сканирующая Микроволновая Импедансная Микроскопия (sMIM)
Доступное решение для наномасштабного картографирования электрических измерений
Введение
Сканирующая Микроволновая Импендансная Микроскопия (сМИМ) – это новый режим визуализации с использованием атомно-силового микроскопа (АСМ). Этот режим измеряет электрические свойства материалов в масштабах от десятков нанометров до микрон. Модули сМИМ производят высококачественные изображения локальных электрических свойств с разрешением менее 50 нм.
Ядром такого технического подхода является использование микроволновых отражений от нанометровой области образца непосредственно под зондом сМИМ. Величина и фаза этих отражений определяются локальными электрическими свойствами. сМИМ измеряет эти отражения как функцию положения для создания изображений вариаций диэлектрической проницаемости и проводимости.
Система сМИМ обеспечивает два канала в качестве выходных данных для АСМ, которые затем могут рассматриваться как изображения в программном обеспечении АСМ. Два канала представляют диэлектрическую проницаемость (ε) и проводимость (σ) изображаемой области. Если образец является легированным полупроводником (нелинейный материал), то сМИМ выдаёт амплитуду dC/dV (концентрация носителей заряда) и фазу (тип носителей заряда: n или p), а также амплитуду dR/dV.
Технология сМИМ
Этот метод совместим с широким спектром материалов: диэлектрики, изоляторы, полупроводники и металлы. В отличие от других обычных режимов для АСМ, сМИМ может одновременно отображать классы различных материалов без множественных настроек или измерений. Типичным методом визуализации для сМИМ является контактный режим, но также можно получить изображение в бесконтактном режиме сканирования, полуконтактном, и нерезонансном режиме сканирования, например, кривые силы и аналогичные методы обработки изображений.
Оптимизированная электроника системы сМИМ связывает микроволны частотой 3 ГГц с экранированным зондом. Микроволны генерируют сильное электромагнитное поле в очень малой пространственной области на кончике зонда. Образец взаимодействует с этим электромагнитным полем, и электроника обнаруживает ответ. Ответ образца определяется локальными свойствами образца: ε, σ, & μ.
сМИМ зонды
Зонды представляют собой серийно изготовленные МЭМС-устройства (микроэлектромеханические системы) с экранированной передней, задней и центральной передающей линией. Экранирование зондов уменьшает паразитную связь с окружающей средой и кантиливером. Радиус зонда номинально составляет 50 нм, что позволяет оптимизировать силу сигнала и поперечное разрешение. Интерфейс зонда использует параллельно резистор и конденсатор. Данный «протекающий конденсатор» представляет несоответствие импеданса для 50-омной системы электроники, создавая отражение.
Когда зонд сМИМ перемещается по поверхности образца, происходит изменение импеданса этого негерметичного конденсатора, и результирующее изменение в действительной и мнимой частях отраженной волны выводится в виде двух сигналов от ScanWave электроники. Эти сигналы оцифровывается АСМ для получения изображений сМИМ-С и сМИМ-R, синхронизированных с топографическими изображениями.
Преимущества системы
сМИМ – это неразрушающий, быстрый и прямой способ измерения электрических свойств материала.
- НАИЛУЧШЕЕ СООТНОШЕНИЕ СИГНАЛ/ШУМ
ScanWave электроника и экранированные зонды обеспечивают наилучшее соотношение сигнал/шум в промышленности, что позволяет повысить чувствительность измерений и снизить уровень шума при измерении слабых сигналов, а также ускорить сканирование.
- ЗАПАТЕНТОВАННЫЕ ЭКРАНИРОВАННЫЕ ЗОНДЫ
Интеграция экранированных зондов уменьшает паразитную емкость и отделяет электрическую информацию от топографической информации.
- ГИБКАЯ СИСТЕМА
· Измеряйте любые материалы – изоляторы, проводники или полупроводники без специальной подготовки образца.
· Одновременное отображение электрической информации и топографии.
· Простота использования означает более быстрое получение данных.
· dC/dV и dR/dV - стандартные системные возможности на системе ScanWave.
