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光致發(fā)光光譜成像測量系統(tǒng)

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產(chǎn)品型號PMEye-3000

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更新時間：2015-07-22 17:21:11瀏覽次數(shù)：780次

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北京卓立漢光儀器有限公司

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產(chǎn)品簡介

PMEye-3000光致發(fā)光光譜成像(PL-Mapping)測量系統(tǒng)是卓立漢光研制的，用于LED外延片、半導體晶片、太陽能電池材料等，在生產(chǎn)線上的質量控制和實驗室中的產(chǎn)品研發(fā)檢測。該系統(tǒng)對樣品的PL譜進行Mapping二維掃描成像，掃描結果以3D方式進行顯示，使檢測結果更易于分析和比較。該系統(tǒng)的軟件窗口界面友好，操作簡單，只需簡單培訓就能使用。

詳細介紹

PMEye-3000光致發(fā)光光譜成像（PL-Mapping）測量系統(tǒng)是卓立漢光研制的，用于LED外延片、半導體晶片、太陽能電池材料等，在生產(chǎn)線上的質量控制和實驗室中的產(chǎn)品研發(fā)檢測。該系統(tǒng)對樣品的PL譜進行Mapping二維掃描成像，掃描結果以3D方式進行顯示，使檢測結果更易于分析和比較。該系統(tǒng)的軟件窗口界面友好，操作簡單，只需簡單培訓就能使用。

測試原理：
PL（光致發(fā)光）是一種輻射復合效應。在一定波長光源的激發(fā)下，電子吸收激發(fā)光子的能量，向高能級躍遷而處于激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的狀態(tài)，會以輻射復合的形式發(fā)射光子向低能級躍遷，這種被發(fā)射的光稱為熒光。熒光光譜代表了半導體材料內部，一定的電子能級躍遷的機制，也反映了材料的性能及其缺陷。PL是一種用于提供半導體材料的電學、光學特性信息的光譜技術，可以研究帶隙、發(fā)光波長、結晶度和晶體結構以及缺陷信息等等。
應用領域舉例：
LED外延片，太陽能電池材料，半導體晶片，半導體薄膜材料等檢測與研究。

主要特點：
◆ PLMapping測量
◆ 多種激光器可選
◆ Mapping掃描速度：180點/秒
◆ 空間分辨率：50um
◆ 光譜分辨率：0.1nm@1200g/mm
◆ Mapping結果以3D方式顯示
◆ zui大8吋的樣品測量
◆ 樣品精確定位
◆ 樣品真空吸附
◆ 可做低溫測量
◆ 膜厚測量

一體化設計，操作符合人體工學
    PMEye3000 PL Mapping測量系統(tǒng)采用立式一體化設計，關鍵尺寸根據(jù)人體工學理論設計，不管是樣品的操作高度和電腦使用高度，都特別適合于人員操作。主機與操作平臺高度集成，方便于在實驗室和檢測車間里擺放。儀器側面設計有可收放平臺，可擺放液晶顯示器和鼠標鍵盤。儀器底部裝有滾輪，方便于儀器在不同場地之間的搬動。
模塊化設計
    PMEye-3000 PL Mapping測量系統(tǒng)全面采用模塊化設計思想，可根據(jù)用戶的樣品特點來選擇規(guī)格配置，讓用戶有更多的選擇余地。激發(fā)光源、樣品臺、光譜儀、探測器、數(shù)據(jù)采集設備都實現(xiàn)了模塊化設計。
操作簡便、全電腦控制
    PMEye-3000 PL Mapping測量系統(tǒng)，采用整機設計，用戶只需要根據(jù)需要放置檢測樣品，無需進行復雜的光路調整，操作簡便；所有控制操作均通過計算機來控制實現(xiàn)。
    全新的樣品臺設計，采用真空吸附方式對樣品進行固定，避免了用傳統(tǒng)方式固定樣品而造成的損壞；可對常規(guī)尺寸的LED外延片樣品進行精確定位，提高測量重復精度。
兩種測量方式,用途更廣泛
    系統(tǒng)采用直流和交流兩種測量模式，直流模式用于常規(guī)檢測，交流模式用于微弱熒光檢測。
監(jiān)控激發(fā)光源,校正測量結果
    一般的PL測量系統(tǒng)只是測量熒光的波長和強度，而沒有對激發(fā)光源進行監(jiān)控，而激發(fā)光源的不穩(wěn)定性將會對PL測量結果造成影響。PMEye-3000 PL Mapping測量系統(tǒng)增加對激光強度的監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控結果來對PL測量進行校正。這樣就可以消除激發(fā)光源的不穩(wěn)定帶來的測量誤差。
激光器選配靈活
    PMEye-3000 PL Mapping測量系統(tǒng)有多種高穩(wěn)定性的激光器可選，系統(tǒng)zui多可內置2個激光器和一個外接激光器，標配為1個405nm波長高穩(wěn)定激光器。用戶可以根據(jù)測量對象選配不同的激光器，使PL檢測更加精準。
    可選配的激光器波長有： 405nm，442nm，532nm、785nm、808nm等，外置選配激光器波長為：325nm。
自動Mapping功能
    PMEye-3000 PL Mapping測量系統(tǒng)配置200×200mm的二維電控位移臺，zui大可測量8英寸的樣品。用戶可以根據(jù)不同的樣品規(guī)格來設置掃描區(qū)域、掃描步長、掃描速度等，掃描速度可高達每秒180個點，空間分辨率可達50um。掃描結果以3D方式顯示，以不同的顏色來表示不同的熒光強度。



軟件功能豐富,操作簡便我們具有多年的測量系統(tǒng)操作軟件開發(fā)經(jīng)驗，,熟悉試驗測量需求和用戶的操作習慣，從而使開發(fā)的這套PMEye-3000操作軟件功能*且操作簡便。 MEye-3000操作軟件提供單點PL光譜測量及顯示，單波長的X-Y Mapping測量，給定光譜范圍的X-Y Mapping測量及根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行峰值波長、峰值強度、半高寬、給定波長范圍的熒光強度計算并以Mapping顯示，Mapping結果以3D方式顯示。同時具有多種數(shù)據(jù)處理方式來對所測量的數(shù)據(jù)進行處理。

低溫樣品室附件
    該附件可實現(xiàn)樣品在低溫狀態(tài)下的熒光檢測。
    有些樣品在不同的溫度條件下，將呈現(xiàn)不同的熒光效果，這時就需要對樣品進行低溫制冷。
    如圖所示，從圖中我們可以發(fā)現(xiàn)在室溫時，GaN薄膜的發(fā)光波長幾乎涵蓋整個可見光范圍，且強度的zui高峰出現(xiàn)在580nm附近，但整體而言其強度并不強；隨著溫度的降低，發(fā)光強度開始慢慢的增加，直到110K時，我們可以發(fā)現(xiàn)在350nm附近似乎有一個小峰開始出現(xiàn)，且當溫度越降越低，這個小峰強度的增加也越顯著，一直到zui低溫25K時，基本上就只有一個熒光峰。
GaN薄膜的禁帶寬度在室溫時為3.40Ev,換算成波長為365nm，而我們利用PL系統(tǒng)所測的GaN薄膜在25K時在356.6nm附近有一個峰值，因此如果我們將GaN薄膜的禁帶寬度隨溫度變化情況也考慮進去，則可以發(fā)現(xiàn)在理論上25K時GaN的禁帶寬度為3.48eV，即特征波長為357.1nm，非常靠近實驗所得的356.6nm，因此我們可以推斷這個發(fā)光現(xiàn)象應該就是GaN薄膜的自發(fā)輻射。

不同制冷溫度下GaN材料的PL譜圖

主要功能和技術參數(shù)

掃描模式	單點光譜掃描；單波長Mapping
攝譜模式	峰值波長Mapping；峰值強度Mapping；半高寬Mapping；給定波長范圍的熒光強度Mapping
膜厚測量	單點膜厚測量
光源	405nm激光（標配）；150W溴鎢燈
光譜儀	三光柵DSP掃描光譜儀
光譜儀焦距	300mm（標配）	500mm
光譜分辨率	0.1nm（1200g/mm光柵）	0.05nm（1200g/mm光柵）
倒線色散（nm/mm）	2.7（1200g/mm光柵） 5.4（600g/mm光柵） 10.8（300g/mm光柵）	1.7（1200g/mm光柵） 3.4（600g/mm光柵） 6.8（300g/mm光柵）
探測器	Si探測器，光譜響應范圍：200～1100nm （標配）
數(shù)據(jù)采集設備	帶前置放大器的數(shù)字采集器DCS300PA（標配）鎖相放大器SR830（選配）
二維位移平臺	行程200*200mm，重復定位精度<3μm
樣品臺	具有真空吸附功能對主流的2’’,3’’,4’’,5’’,6’’,8’’的晶片可進行精確定位
Mapping掃描速度	高達180點/秒
Mapping位移步長	zui小可到1um
空間分辨率	50um
重復定位精度	<3um

可選擇探測器

探測器類型	光譜響應范圍
R1527光電倍增管	200～680nm
CR131光電倍增管	200～900nm
DSi300硅光電探測器	200～1100nm
DInGaAs1700常溫型銦鎵砷探測器	800～1700nm
DInGaAs1900制冷型銦鎵砷探測器	800～1900nm
DinGaAs2200制冷型銦鎵砷探測器	800～2200nm
DinGaAs2600制冷型銦鎵砷探測器	800～2600nm

可選擇的內置激光器：

波長	穩(wěn)定性	功率
355nm	<10%	1～20mW
405nm	<1%	1～300mW
442nm	<1%	1～50mW
532nm	<1%	1～450mW
561nm	<1%	1～200mW
635nm	<1%	1～500mW
785nm	<1%	1～300mW
808nm	<1%	1～500mW