摘要:我们通过实验演示了热电传感器与纳米天线的耦合,这是检测红外能量的另一种选择。我们制造并测试了两种基于 Yagi-Uda 技术的纳米天线设计(单元件和阵列)变体和一个单独的纳米热电结阵列。纳米天线经过调整,可在中心波长 1550 nm(193.5 THz)光学 C 波段窗口处运行和响应,但它们在受到各种波长(650 nm 和 940 nm)激光激发时也表现出共振响应。纳米天线中的辐射感应电流与纳米热电传感器耦合,根据塞贝克效应产生了电位差。相对于参考纳米天线的均匀热测量,实验证实了所提出的纳米天线的检测特性;单元件检测到峰值百分比电压升高 28%,而阵列检测到中心波长处的峰值百分比电压升高 80%。与最先进的热电设计相比,这是首次根据基于塞贝克原理的平面设计实验报告如此高的峰值百分比电压。
摘要 — 在晶圆级上对电力电子器件芯片结构进行精确而准确的电气特性分析对于将器件操作与设计进行比较以及对可靠性问题进行建模至关重要。本文介绍了一种分立封装商用碳化硅 MOSFET 的二维局部电气特性参数分析。在横截面样品上,使用扫描电子显微镜 (SEM) 中的电子束感应电流 (EBIC) 来定位体二极管的 pn 结,评估电子束能量对该区域成像的影响。采用基于原子力显微镜 (AFM) 的扫描电容显微镜 (SCM) 分析封装碳化硅 MOSFET 器件的结区。提出了一种参数方法来揭示 MOSFET 中所有层的局部电气特性(n 型、p 型、掺杂 SiC 外延层的低、中、高掺杂水平以及 SiC 衬底和硅栅极)。本文的目的是揭示 EBIC 和 SCM 对 SiC 封装器件进行全面特性分析的潜力。研究了 SCM 采集期间施加的电压(V DC 和 V AC )的影响,以量化它们对 MOSFET SiC 掺杂层分析的影响。尖端/样品纳米 MOS 接触的 TCAD 模拟支持纳米电气实验,以确认碳化硅芯片 AFM 图的掺杂水平解释。
“电子显微镜视角下创新材料高级表征”初级教授职位 Institut Neel CNRS,法国格勒诺布尔 CNRS 预计将在 2024 年上半年开放一个初级教授职位,在 4 个最近获得最先进透射电子显微镜 (TEM) 的实验室之间的竞争中,包括 Institut Néel。因此,Institut Néel 正在寻找一位优秀且积极主动的候选人来加强对 TEM 高级表征的研究活动。Institut Neel 拥有一个 Jeol NEOARM,它在光谱、电场和磁场测量方面提供了特殊的可能性,可以与不同的原位选项相结合(加热、冷却和电偏置已经可用),实验室希望发展其在光谱方面的活动,同时也发展原位/原位分析(催化、生长、液体介质、电池运行等)。 NEOARM 配备了冷 FEG,可在 60 至 200 kV 的电压下运行,并配备了 STEM 像差校正器、多个 STEM 探测器(包括用于差分相衬的 8 段探测器、广角 EDX 探测器、用于电子能量损失光谱的 GIF 连续光谱仪、用于电子全息照相的双棱镜、Gatan Oneview 相机、使用 Medipix 3 技术的直接电子探测器、电子束感应电流以及电子束进动。提供多个样品架,可进行断层扫描、倾斜旋转、在氮气和氦气(正在开发中)温度下冷却,以及加热和原位电偏置。
我在多伦多长大,20 世纪 40 年代中期开始上学。我并不是一个特别优秀的学生,我对下棋比赛的兴趣可能比对学校教的科目更浓厚。尽管如此,我相信下棋学到的东西可能至少和学校教的东西一样重要。在我从事空间物理学的工作中,能够想象三维复杂场景并提前思考几步的能力是一项独特的优势。当我上大学时,我选择进入多伦多大学的 MPC(数学、物理和化学)专业。这似乎是个不错的选择,因为我的三个哥哥都是大学毕业并获得物理学博士学位的。在头三年,我最多只是一个平庸的学生。后来,一次幸运改变了一切。在三年级和四年级之间的暑假,我第一次在科学实验室工作,制造设备并参与了第一台脑部扫描机的研发。我以优异的成绩完成了最后一年的学业,并进入了研究生院。在攻读硕士学位期间,我设置了磁强计阵列来研究安大略省南部的地下电导率。我本应该研究地球的感应电流,但我想知道是什么感应了这些电流。我在阿金库尔磁力观测台花了很多时间观察磁力图,过了一段时间,我开始看到一些模式。我实际上是在观察现在被称为亚暴的磁特征——在当时它们被称为磁湾。当我被说服去不列颠哥伦比亚大学攻读博士学位,研究地球磁场的扰动时,我已经着迷了。这就是我从事空间物理学事业的原因。1966 年获得博士学位后,我研究地磁脉动,在瑞典斯德哥尔摩的皇家理工学院做了博士后
TEM 是研究电子设备纳米级特征的重要工具。TEM 基于散射的对比度在确定材料的物理结构方面表现出色,并且通过 EDS 和 EELS 等光谱附件可以精确确定设备中原子的组成和排列。结合原位功能,TEM 可以精确映射设备在运行和缺陷形成过程中的物理结构变化。但是,在许多情况下,设备的功能或故障是小规模电子变化的结果,这些变化在变化成为病态之前不会呈现为可检测的物理信号。为了在 TEM 中检测这些电子变化,必须采用与电子结构直接相关的对比度的互补成像。在 TEM 中获得电子对比度的一项技术是电子束感应电流 (EBIC) 成像,其中由光束在样品中产生的电流在 STEM 中逐像素映射。自 20 世纪 60 年代以来 [1],EBIC 电流产生的“标准”模式是在局部电场中分离电子-空穴对 (EHP)。最近,展示了一种新的 EBIC 模式,其中电流由束流诱导二次电子 (SE) 发射在样品中产生的空穴产生[2]。这种 SE 发射 EBIC (SEEBIC) 模式不需要局部电场的存在,通常比标准 EBIC 的电流小得多,并且能够实现更高分辨率的成像[3]。在基于 TEM 的技术中,SEEBIC 独一无二,还能产生与样品中局部电导率直接相关的对比度[4],即使在操作设备中也是如此[5]。在这里,我们讨论了 STEM EBIC 电导率映射技术,并提供了它在被动成像和原位实验中的几个应用示例。图 1 显示了 SEEBIC 电阻映射的简单演示。该设备由一条 GeSbTe(GST)条带组成,该条带横跨两个在薄 SiN 膜上图案化的 TiN 电极。图 1 中的 STEM EBIC 图像包含标准 EBIC 和 SEEBIC 对比度。如图所示,当电子束入射到 TiN/GST 界面时,肖特基势垒处的电场将 EHP 分开,空穴在每个界面处朝 GST 移动,在连接到 EBIC 放大器的右侧电极上产生暗对比度,在接地的左侧电极上也产生暗对比度。在这些界面之外,SEEBIC 对比度与左侧(接地)电极的电阻成正比 [4]。靠近 EBIC 电极(即,与接地电极相比,EBIC 电极的电阻更小)的 SE 发射产生的空穴更有可能通过该电极到达地,从而产生更亮的(空穴)电流。 SEEBIC 在右侧(EBIC)电极上最亮,由于非晶态GST的电阻率均匀,SEEBIC 在整个GST条带上稳定减小,在左侧电极上最暗[6]。