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使用 STEM EBIC 进行高分辨率电导率测绘
现代电子系统依赖于具有纳米级特征尺寸的组件，这些组件的故障可能由原子级电子缺陷引起。这些缺陷可能会在更大的长度尺度上引发剧烈的结构变化，从而完全掩盖此类事件的起源。透射电子显微镜 (TEM) 是少数几个可以轻松获得原子分辨率成像的成像系统之一，使其成为对纳米级系统进行故障分析的主力工具。配备光谱附件时，TEM 擅长确定样品的结构和成分，但缺陷的物理表现与其对电子结构的影响相比通常非常微妙。扫描 TEM 电子束感应电流 (STEM EBIC) 成像可产生与电子结构直接相关的对比度，作为标准 TEM 技术提供的物理信息的补充。最近的 STEM EBIC 进展使得能够以高分辨率获得各种新型电子和热对比度，包括电导率映射。在这里，我们讨论了 STEM EBIC 电导率对比机制，并展示了其在故障和原始设备中映射电子传输的能力。
欧盟的 EBIC 和微生物植物生物刺激素
• 由获得认可的私人实体（公告机构）进行 • 标准由相关利益相关者的透明度和共识制定，并根据 CEN 流程获得批准 • 产品及其影响的法律责任完全由市场监督下的制造商承担 • 欧盟符合性声明证明制造商已提交必要的文件，以表明产品符合要求并具有其声称的功能
使用 SEEBIC | STROBE 绘制 TEM 中的电导率图
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]。
价态变化存储器中的介电击穿成像
电介质击穿 (DB) 控制着微电子设备的故障，并且日益影响着其功能。标准成像技术基于物理结构产生对比度，难以将这一电子过程可视化。本文，我们报告了 Pt/HfO 2 /Ti 价态变化存储设备中 DB 的原位扫描透射电子显微镜 (STEM) 电子束感应电流 (EBIC) 成像。STEM EBIC 成像直接将 DB 的电子特征可视化，即电导率和电场的局部变化，具有高空间分辨率和良好的对比度。我们看到 DB 通过两个串联的不同结构进行：由电子注入产生的挥发性“软”丝；以及由氧空位聚集产生的非挥发性“硬”丝。该图在“软”和“硬”DB 之间进行了物理区分，同时适应了“渐进式”DB，其中硬丝和软丝的相对长度可以连续变化。
封装器件 SiC 结的参数纳米电分析
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。
S 波段脉冲射频操作期间功率 GaN-HEMT 的可靠性和故障分析
本文报告了两项 AlGaN / GaN 高电子迁移率晶体管 (AlGaN / GaN HEMT) 技术（器件“A”和器件“B”）的可靠性研究。对雷达应用的实际工作条件下承受应力的器件进行了故障分析研究。这些器件经过脉冲射频长期老化测试，11000 小时后射频和直流性能下降（漏极电流和射频输出功率下降、夹断偏移、跨导最大值下降、跨导横向平移以及栅极滞后和漏极滞后增加）。热电子效应被认为是钝化层或 GaN 层中观察到的退化和捕获现象的根源。光子发射显微镜 (PEM)、光束诱导电阻变化 (OBIRCH)、电子束诱导电流 (EBIC) 测量与这一假设一致。这三种技术揭示了沿栅极指状物的非均匀响应和不均匀分布，此外，在漏极侧或源极侧的栅极边缘上存在一些局部斑点。对这些斑点进行光谱 PEM 分析可识别出可能与位错或杂质等晶体缺陷有关的原生缺陷。对 AlGaN / GaN HEMT 的两种技术进行的原子探针断层扫描 (APT) 分析支持了这一假设。APT 结果显示存在一些化学杂质，如碳和氧。这些杂质在器件“A”中的浓度相对较高，这可以解释与器件“B”相比，该器件的栅极滞后和漏极滞后水平较高。