sf900,系列,晶圆级,半导体,少子,寿命,测试系统

主要功能

组分测定：

通过测量光致发光峰位来确定半导体材料的禁带宽度，从而推断材料的组成。例如，MAPbIxBr3-x的带隙随x值而变化，因为发光的峰值波长取决于禁带宽度且禁带宽度和x值有关，因此通过发光峰峰值波长可以测定组分百分比x值。

杂质识别：

通过测量材料的光致发光光谱，标定特征谱线的位置，可以识别材料中的杂质元素，以及对杂质浓度进行测定。

位错缺陷研究：

光致发光可以提供有关材料的结构、成分及环境原子排列的信息，是一种非破坏性的、灵敏度高的分析方法。光致发光光谱可以用来研究晶体缺陷，例如离子空位和取代，这对于钙钛矿这样的材料尤其重要。过多的缺陷会导致电子与空穴进行非辐射复合并以热能的形式耗散，降低材料的光致发光性能以及光伏性能。

载流子寿命研究：

可以通过强度相关的光致发光寿命测量,确定载流子扩散的影响以及其对总体寿命的影响。

激光自动聚焦
可选配正方向和侧方向双路荧光接收光路。
全自动操作。
提自动化的控制软件和数据处理软件，全软件操作。
自主研制的激光辅助离焦量传感器:
可在光致发光谱测量的同时工作，能够在全晶圆的范围内扫描时实现实时地自动聚焦和表面跟踪。
应对AlGaN等深紫外半导体选择定则造成的侧面出光情形。
提供紫外到可见多个不同波长的激光激发，可按用户需求选配。

性能参数

荧光激发和收集模块	激发波长	213 / 266 / 375 / 405 nm
	自动对焦	在全扫描范围自动聚焦和实时表面跟踪。对焦精度 < 0.2 μm。
	显微镜	可见光物镜，100 × / 50 × / 20 ×，用于405 nm激发光。紫外物镜，5 ×，用于213 nm / 266 nm的紫外激发光。近紫外物镜，100 × / 20 ×，用于375 nm激发光。
样品移动和扫描平台	平移台	扫描范围大于300 × 300 mm²。最小分辨率1 μm。
样品移动和扫描平台	样品台	可兼容2、4、6、8寸晶圆片8吋吸气台（12寸可定制）
光谱仪和探测器	光谱仪	焦长320 mm单色仪，可接面阵探测器。光谱分辨率：优于0.2 nm @ 1200 g/mm
	荧光寿命测试模块	荧光寿命测试精度8 ps，测试范围50 ps ~ 1 ms
软件	控制软件	可选择区域或指定点位自动进行逐点光谱采集
软件	Mapping数据分析软件	可对光谱峰位、峰高、半高宽等进行拟合。可计算荧光寿命、薄膜厚度、翘曲度等。将拟合结果以二维图像方式显示。

应用案例

实测数据

2英寸绿光InGaN晶圆英光光谱测试

从InGaN的峰强分布来看，在晶圆上峰强分布非常不均匀，最强发光大约位于P2点附近，而有些位置几乎不发光。发光峰位在500-530nm之间，分布也很不均匀。波长在510nm(P2位置)发光最强。波长越靠近530nm(P1位置)，发光越弱。
从晶圆上分布看，荧光寿命与荧光强度成像的趋势大致相符，而且峰位有明显关联。即沿着峰位蓝移方向(蓝移至500nm)，荧光发光强度增强而且寿命增加，说明辐射复合占据主要比例。而沿着峰位红移的方向(蓝移至530nm)，发光强度减弱同时寿命减小，说明非辐射复合占据主要比例。

Micro-LED相关制程测试

硅基量子阱外延片PL Mapping

Micro LED荧光寿命、激发强度和载流子复合机制

强大的光谱图像数据处理软件VisualSpectra

针对光谱Mapping数据的处理，一次性操作，可对整个图像数据中的每一条光谱按照设定进行批处理，获得对应的谱峰、寿命、成分等信息，并以伪彩色或3D图进行显示。

数据处理软件界面：

3D显示：

. 基础处理功能：去本底、曲线平滑、去杂线、去除接谱台阶、光谱单位转化

. 进阶功能：光谱归一化、选区获取积分、最大、最小、最大/最小值位置等

. 谱峰拟合：采用多种峰形（高斯、洛伦兹、高斯洛伦兹等）对光谱进行多峰拟合，获取峰强、峰宽、峰位、背景等信息。

. 高级功能：荧光寿命拟合，自主开发的一套时间相关单光子计数（TCSPC）荧光寿命的拟合算法，主要特色：1、从上升沿拟合光谱响应函数（IRF），无需实验获取。2、区别于简单的指数拟合，通过光谱响应函数卷积算法获得每个组分的荧光寿命，光子数比例，计算评价函数和残差，可扣除积分和响应系统时间不确定度的影响，获得更加稳定可靠的寿命数值。3、最多包含4个时间组分进行拟合。