DUVOE900 深紫外光电流测试系统 - 苏州惟光探真科技有限公司

产品概述

DUVOE900 深紫外光电流测试系统通过193nm的脉冲激光器或者等离子体光源+单色仪的连续193nm光源，对器件的光电流响应进行测量，测量速度4KHz，同时通过标准探测器对激光强度波动进行测量，对结果进行校正。需要在聚焦和非聚集的两种情况下测量：聚焦时，光斑聚焦到0.5mm以下，Mapping小范围测量探测器的不均匀性；不聚焦时，通过光阑控制高斯光束的束宽，测量器件不同区域的响应度。

激光脉宽7ns,重频1kHz，单脉冲能量小于10nJ，光强需要能够进行线性调节，像面能量密度调节步长0.025mJ/cm2，另外，采样时间内待测样品上的能量累积小于3.6mJ。脉冲能量波动10%及以下，波长波动0.5nm及以下，波长紫外的193nm。

若激光器支持外触发，可加快门，软件需要增加相应的控制功能。例：点击开始采样，快门控制激光器出光，采样结束后自动关断。

图 1 光路结构示意图

定制样品夹具，带手动倾斜校正，可在显微镜下，通过对焦的清晰度，对样品盘进行手动倾斜校正，让样品在整个扫描范围内，处于同一对焦面内，保证采用聚焦光斑测试时的稳定性。
配备兼容2寸的大范围高精度自动扫描台，手动放片后，扫描台托载晶片实现晶片上多点的自动扫描Mapping功能，步长精度＜1um，X方向运动范围50mm，Y方向运动范围50mm，Z方向运动范围20 mm。
显微镜可在显微成像和光电流两种模式下切换，显微模式下，物镜转轮切换到紫外消色差透镜组，可通过微区显微镜相机观察微区图像和激光光斑，用户可以通过显微像确认样品图案是否对准、激光光斑聚焦情况、样品是否倾斜等。
可通过物镜切换转轮，在聚焦和非聚集的两种情况下测量：聚焦时，光斑通过紫外消色差透镜组聚焦到0.5mm以下，Mapping小范围，测量探测器的不均匀性；不聚焦时，物镜转轮切换到通孔，直接用高斯光束照射样品，通过光阑控制高斯光束的束宽，根据输入的版图位置测量器件不同区域的响应度。
显微镜模组内通过激光采样镜和标准探测器，对激光能量波动进行检测，用于补偿光电流测试的结果。
激光包括193、266和355激光器，激光通过激发和收集模组、耦合光路模组传输到物镜前端并聚焦，激光通过切换镜进行切换。通过衰减片对能量进行衰减，通过光阑控制光束的束直径。
氙灯和单色仪通过光纤接口接入耦合光路模组，经过深紫外透镜组准直后，到达物镜后，聚焦到样品表面，光斑直径约200微米。

电学设计

1)待测器件未集成前置电流放大器（引言测试场景1：PD测试）

稳态光源测试模式

稳态光源（等离子体光源+单色仪）照射下，标准探测器和待测样品直接接偏压，通过双通道源表同时获取光电流随时间的变化。
脉冲光源测试模式

脉冲电学测试：脉冲激光照射下，标准探测器和待测样品接跨导放大器，将光电流转化为电压，通过多通道示波器同时获取标探和待测样品的电压随时间的变化。此时偏压固定，由放大器提供偏压。

2)待测器件集成前置电流放大器（引言测试场景2光电组件和测试场景3传感器）

示波器测试模式

脉冲激光或稳态光源照射下，标准探测器接跨导放大器将光电流转为电压，待测样品必要时接10-100倍的电压放大器，通过多通道示波器同时获取标探和待测样品的电压随时间的变化。
源表测试模式

脉冲激光或稳态光源照射下，标准探测器接跨导放大器将光电流转为电压，待测样品必要时接10-100倍的电压放大器，通过源表（做双通道电压表使用）同时获取标探和待测样品的电压随时间的变化。

性能参数

名称	规格
显微镜模组	紫外消色差透镜组：5X，数值孔径0.25, 工作距离35mm，波长范围200-700 nm，聚焦紫外光斑直径约10微米。主要应用于193 nm的紫外光聚焦
	紫外相机：分辨率1920x1080，20倍下视野范围0.42x0.24 mm，响应范围190-900 nm
	紫外显微成像光路：可获得紫外激光光斑和样品表面的显微图像；可在光电流模式和成像模式（对样品表面进行聚焦和寻区）之间切换
	标准探测器光路：通过激光采样镜和聚焦镜到标准探测器（本模块报价不含标准探测器），对激光能量波动进行检测，采样频率>4KHz，用于补偿光电流测试的结果
	物镜转塔：可调物镜中心的物镜转塔，保持不同位置的物镜中轴对齐
XYZ平移台	XY移动范围 >50 mm
	Z移动范围 20 mm
	最小步长1um
	重复定位精度±1um
	带倾斜校正台
	耦合光路模组和激光切换
	电动激光衰减镜：衰减从0到OD4（10-4），步长为OD2.2x10-4。即每步减少前一步光强的约万分之2.2
	手动光阑：两组刀片垂直放置，形成正交的狭缝，构成一个方形狭缝约束，狭缝高和宽调节范围0-20mm，最小读数为0.01mm
	激光切换和转折镜均采用高功率阈值紫外反射镜，适配190-400 nm（R>85%），400-700（R>80%）
	适配氙灯和单色仪的光纤出口，经过深紫外透镜组准直后，到达物镜
光源	准分子激光器，波长：193nm 标准脉冲能量：5mj 最大脉冲能量：12mj 最大重频：200Hz 激光等离子体光源
数据采集	脉冲激光照射下，标准探测器和待测样品接跨导放大器，将光电流转化为电压，通过多通道示波器同时获取标探和待测样品的电压随时间的变化。此时偏压固定，由放大器提供偏压。是一个1GHZ采样频率的的示波器。双通道源表锁相放大器及斩波器跨导放大器（电流转电压）电压放大器示波器，带宽1GHz
暗箱	对光电流部分进行遮光对外部电学干扰起到屏蔽作用
软件	1.提供样品表面和光斑的显微图像。 2.辅助样品倾斜校正 3.辅助样品图案的对准. 4.可控制调节氙灯光源中心波长，可按规定精度步进； 5.开始采集后，通过源表或示波器自动采集数据并通过标准探测器修正数值，自动计算并处理数据，可导出txt/excel等格式； 6.控制平移台按指定范围进行小范围的区域Mapping，可指定扫描区域和点间距。