JP2008249478A - カソードルミネッセンス装置及びそれを用いた分析方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】試料台に載置される試料の表面の近傍に、試料側に突出し、その頂部に照射電子線および試料からの発光を透過させるための小孔を有する採光部をもつカソードルミネッセンス測定装置。
【選択図】 図2
Description
集光部に楕円ミラーあるいは放物面ミラーを用いたカソードルミネッセンス装置の空間分解能は、主に電子線の侵入長と電子線により発生したキャリアの拡散長により決定される。
シンゲ(Synge)、Philos.Mag.6,356(1928) 山本直紀「応用物理」第69巻 第10号(2000年)
1.電子銃と、電子銃から放出される電子線が照射される試料を載置するための試料台と、試料からの発光を集光し、さらに光の波長に応じて分光する手段と、分光された光の強度を測定する手段とを有するカソードルミネッセンス測定装置であって、試料台に載置される試料の表面の近傍に、試料側に突出し、その頂部に照射電子線および試料からの発光を透過させるための小孔を有する採光部を有することを特徴とするカソードルミネッセンス測定装置、
2.さらに、試料からの二次電子を検出する検出器または試料からの透過電子を検出する検出器を有する上記カソードルミネッセンス測定装置、
3.さらに、レーザー発光装置を有し、発光されたレーザーが採光部の小孔を通過するようレーザー光の光路が配置されていることを特徴とする上記いずれかのカソードルミネッセンス装置、
4.採光部が中空であり、かつ底面は存在しない錐形であることを特徴とする上記いずれかのカソードルミネッセンス測定装置、
5.採光部の形状が角錐または円錐であることを特徴とする前記カソードルミネッセンス装置、
6.採光部の小孔の直径が300nm以下である上記いずれかのカソードルミネッセンス装置、
7.採光部の主たる構成材料が金属、半導体およびセラミックスから選ばれるものであることを特徴とする上記いずれかのカソードルミネッセンス装置、
8.採光部の主たる構成材料が半導体又はセラミックスであって、採光部の構成材料の試料側の面および/又は反対側の面に、0.1nm〜100nmの厚みの金属薄膜が被覆されていることを特徴とする上記カソードルミネッセンス装置、
9.試料からの発光を集光するための手段がミラー式集光器であることを特徴とする上記いずれかのカソードルミネッセンス複合装置、
10.試料からの発光を分光する手段が、回折格子型分光器、プリズム型分光器、光学フィルター型分光器およびダイクロイックミラー型分光器からなる群から選ばれる少なくとも一つの分光器である上記いずれかのカソードルミネッセンス複合装置、
11.上記いずれかのカソードルミネッセンス装置を用い、試料台に試料を載置し、電子線を採光部の小孔を通じて試料に照射し、試料から発せられるカソードルミネッセンスを採光部の小孔に通過させ、カソードルミネッセンスを集光し、さらに分光し、分光した光の強度を測定することを特徴とするカソードルミネッセンス分析方法、
12.レーザー光発光装置を有し、発光されたレーザーが採光部の小孔を通過するようレーザー光発光装置が配置されている上記いずれかのカソードルミネッセンス装置を用い、試料台に試料を載置し、レーザー光を採光部の小孔に向けて照射し、試料からの発光を、採光部の小孔を通じさせ、通過した発光を集光し、さらに分光し、分光した光の強度を測定することを特徴とする光学的分析方法、
13.発光がラマン光またはフォトルミネッセンスであることを特徴とする上記光学的分析方法、
14.試料が半導体、酸化物、強誘電体および窒化物であることを特徴とする上記いずれかの測定方法、
15.試料が各種電子機器用の素子であることを特徴とする上記いずれかの記載の測定方法。
本発明の装置によれば、優れた深さ分解能及び空間分解能で試料の分析ができるカソードルミネッセンス装置が提供され、本発明の装置を使用することにより、高い深さ分解能及び空間分解能で試料の分析が可能となる。
日立製作所製S−4300SE走査型電子顕微鏡を準備した。試料台の上に、GaAsを基材とし、さらに厚みが約200nmのAlGaAs膜を設けた試料を載置した。試料の表面近傍に、頂点が試料側に配置され、頂点に直径100nmφの開口部を有する四角錐の形状(底面は存在しない)を有する採光部を配置し、電子銃からの電子線を採光部を通じて加速電圧10kVで照射した。
電子線照射により試料から発生したカソードルミネッセンスを採光部に透過させ、さらにミラー式の集光器で集光し、分光器で分光し、さらに検出器で検出を行った。AlGaAsの発光線と、GaAsの発光線を別々に観測することができた。
SiとSiO2膜から構成されるVLSIスタンダードを試料として準備した。実施例1の装置に、アルゴンレーザー発光装置を取り付けた。開口径100nmφ四角錐型採光部に向けて、波長364nmのアルゴンレーザーを50mWで照射した。採光部の頂点付近と試料との相互作用で発生する近接場ラマン散乱光を同じ採光部から集光することにより、約100nmの空間分解能で試料に生じている応力分布を測定することができた。
なお式中の係数の2.3×102はSiの弾性コンプライアンス定数や変形ポテンシャル
係数を用いて計算された定数である(参考文献ヨシカワ、ナガイら “ハンドブックオブバイブレーショナルスペクトロスコピー(日本語表記)(M.Yoshikawa and N.Nagai, in “Handbook of Vibrational Spectroscopy”, edited by J.M.Chalmers and P.R.Griffiths(Wiley, Chichester, 2002), p.2593.)。
サファイア基板上に形成された、膜厚が約2μmのGaN単結晶膜のフォトルミネッセンス測定を行った。開口径100nmφの四角錐型採光部を通して、波長364nmのアルゴンレーザーを10mWのレーザーパワーで照射した。探針と試料との相互作用で発生する近接場フォトルミネッセンスを同じ採光部を通して集光することにより、約100nm周期の近接場フォトルミネッセンス強度の明暗の縞模様を観測することができた。透過型電子顕微鏡で観測された貫通転位の周期と近接場フォトルミネッセンス強度の明暗の縞模様の周期とがよく一致することから、100nm以下の空間分解能でGaN単結晶の貫通転位による発光分布を測定することができた。
実施例1と同じ装置、試料を用い、加速電圧を20kVとした以外は同様に測定を行った。その結果、表層のAlGaAsによるカソードルミネッセンスの測定強度に対する基材のGaAsからのカソードルミネッセンスの測定強度の割合は、採光部を通なかった場合に対し、採光部を通じたときには約3分の1まで減少していた。実施例1と同様の考察により深さ分解能および空間分解能の数字はそれぞれ約3分の1となり優れた分解能を呈することがわかった。
カソードルミネッセンスの測定深さは試料に入る電子線の加速電圧が高くなれば大きくなる。採光部が試料からのカソードルミネッセンスを選択して通過するという機能のみであれば、電子線の加速電圧にかかわらず、カソードルミネッセンスの強度比(表層のAlGaAsによるカソードルミネッセンスの測定強度に対する基材のGaAsからのカソードルミネッセンスの測定強度の割合)の割合は一定であり、深さ分解能は加速電圧によって変化しないはずである。しかし、実施例1では、加速電圧10kVの場合、表層のAlGaAsによるカソードルミネッセンスの測定強度に対する基材のGaAsからのカソードルミネッセンスの測定強度の割合は、採光部を通さなかった場合に対し、採光部を通じたときには約10分の1であった。加速電圧が20kVであった実施例4では約3分の1であった。
2:試料台
3:試料
4:採光部
5:集光器
6:カソードルミネッセンス、近接場ラマン散乱光または近接場フォトルミネッセンス
7:カンチレバー
8:小孔
9:分光器
9’:分光器
10、10’:検出器
11:レーザー発生装置
12:レーザー
13:電子線
Claims (15)
- 電子銃と、電子銃から放出される電子線が照射される試料を載置するための試料台と、試料からの発光を集光し、さらに光の波長に応じて分光する手段と、分光された光の強度を測定する手段とを有するカソードルミネッセンス測定装置であって、試料台に載置される試料の表面の近傍に、試料側に突出し、その頂部に照射電子線および試料からの発光を透過させるための小孔を有する採光部を有することを特徴とするカソードルミネッセンス測定装置。
- さらに、試料からの二次電子を検出する検出器または試料からの透過電子を検出する検出器を有する請求項1記載のカソードルミネッセンス測定装置。
- さらに、レーザー発光装置を有し、発光されたレーザーが採光部の小孔を通過するようレーザー光の光路が配置されていることを特徴とする請求項1または2記載のカソードルミネッセンス装置。
- 採光部が中空であり、かつ底面は存在しない錐形であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のカソードルミネッセンス測定装置。
- 採光部の形状が角錐または円錐であることを特徴とする請求項4記載のカソードルミネッセンス装置。
- 採光部の小孔の直径が300nm以下である請求項1〜5いずれかに記載のカソードルミネッセンス装置。
- 採光部の主たる構成材料が金属、半導体およびセラミックスから選ばれるものであることを特徴とする請求項1〜6いずれかに記載のカソードルミネッセンス装置。
- 採光部の主たる構成材料が半導体又はセラミックスであって、採光部の構成材料の試料側の面および/又は反対側の面に、0.1nm〜100nmの厚みの金属薄膜が被覆されていることを特徴とする請求項7記載のカソードルミネッセンス装置。
- 試料からの発光を集光するための手段がミラー式集光器であることを特徴とする請求項1〜8いずれか記載のカソードルミネッセンス複合装置。
- 試料からの発光を分光する手段が、回折格子型分光器、プリズム型分光器、光学フィルター型分光器およびダイクロイックミラー型分光器からなる群から選ばれる少なくとも一つの分光器である請求項1〜9いずれか記載のカソードルミネッセンス複合装置。
- 請求項1〜10いずれか記載のカソードルミネッセンス装置を用い、試料台に試料を載置し、電子線を採光部の小孔を通じて試料に照射し、試料から発せられるカソードルミネッセンスを採光部の小孔に通過させ、カソードルミネッセンスを集光し、さらに分光し、分光した光の強度を測定することを特徴とするカソードルミネッセンス分析方法。
- レーザー光発光装置を有し、発光されたレーザーが採光部の小孔を通過するようレーザー光発光装置が配置されている請求項2〜10いずれか記載のカソードルミネッセンス装置を用い、試料台に試料を載置し、レーザー光を採光部の小孔に向けて照射し、試料からの発光を、採光部の小孔を通じさせ、通過した発光を集光し、さらに分光し、分光した光の強度を測定することを特徴とする光学的分析方法。
- 発光がラマン光またはフォトルミネッセンスであることを特徴とする請求項12記載の光学的分析方法。
- 試料が半導体、酸化物、強誘電体および窒化物であることを特徴とする請求項11〜13いずれかの記載の測定方法。
- 試料が各種電子機器用の素子であることを特徴とする請求項11〜13いずれかの記載の測定方法。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009204559A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Toray Res Center:Kk | 光分析装置および分光分析方法 |
KR101327308B1 (ko) | 2012-01-03 | 2013-11-11 | (재)한국나노기술원 | 음극선발광 및 광발광의 동시 측정을 위한 집광거울 |
US8674320B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-03-18 | Attolight Sa | Deconvolution of time-gated cathodoluminescence images |
JP2014099561A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Denso Corp | 半導体試料における結晶欠陥解析方法 |
JP2016145802A (ja) * | 2015-11-09 | 2016-08-12 | 株式会社東レリサーチセンター | 分析方法およびそれを具備する分析装置 |
RU179410U1 (ru) * | 2017-12-28 | 2018-05-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Детектор катодолюминесценции для сканирующего электронного микроскопа |
CN113654462A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-16 | 南开大学 | 监测超快电子显微镜探测光斑位置的方法及装置 |
WO2022157647A1 (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-28 | Attolight AG | COST EFFECTIVE PROBING IN HIGH VOLUME MANUFACTURE OF μLEDS |
JP7416900B2 (ja) | 2018-05-30 | 2024-01-17 | ガタン インコーポレイテッド | 波長分解され角度分解されたカソードルミネッセンスのための装置および方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62133339A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ルミネツセンス測定装置 |
JPH07248217A (ja) * | 1994-03-14 | 1995-09-26 | Topcon Corp | 試料分析装置 |
JP2002514747A (ja) * | 1998-05-09 | 2002-05-21 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 電子顕微鏡および分光システム |
JP2006052965A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Toray Res Center:Kk | 共鳴ラマン散乱測定による分析方法 |
JP2006329699A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Muroran Institute Of Technology | 微小開口カンチレバーおよびそれを用いた近接場分光装置 |
-
2007
- 2007-03-30 JP JP2007091026A patent/JP2008249478A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62133339A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | ルミネツセンス測定装置 |
JPH07248217A (ja) * | 1994-03-14 | 1995-09-26 | Topcon Corp | 試料分析装置 |
JP2002514747A (ja) * | 1998-05-09 | 2002-05-21 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 電子顕微鏡および分光システム |
JP2006052965A (ja) * | 2004-08-10 | 2006-02-23 | Toray Res Center:Kk | 共鳴ラマン散乱測定による分析方法 |
JP2006329699A (ja) * | 2005-05-24 | 2006-12-07 | Muroran Institute Of Technology | 微小開口カンチレバーおよびそれを用いた近接場分光装置 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009204559A (ja) * | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Toray Res Center:Kk | 光分析装置および分光分析方法 |
US8674320B2 (en) | 2010-10-01 | 2014-03-18 | Attolight Sa | Deconvolution of time-gated cathodoluminescence images |
KR101327308B1 (ko) | 2012-01-03 | 2013-11-11 | (재)한국나노기술원 | 음극선발광 및 광발광의 동시 측정을 위한 집광거울 |
JP2014099561A (ja) * | 2012-11-15 | 2014-05-29 | Denso Corp | 半導体試料における結晶欠陥解析方法 |
JP2016145802A (ja) * | 2015-11-09 | 2016-08-12 | 株式会社東レリサーチセンター | 分析方法およびそれを具備する分析装置 |
RU179410U1 (ru) * | 2017-12-28 | 2018-05-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Детектор катодолюминесценции для сканирующего электронного микроскопа |
JP7416900B2 (ja) | 2018-05-30 | 2024-01-17 | ガタン インコーポレイテッド | 波長分解され角度分解されたカソードルミネッセンスのための装置および方法 |
WO2022157647A1 (en) * | 2021-01-19 | 2022-07-28 | Attolight AG | COST EFFECTIVE PROBING IN HIGH VOLUME MANUFACTURE OF μLEDS |
TWI836325B (zh) * | 2021-01-19 | 2024-03-21 | 瑞士商亞光股份有限公司 | 陰極發光顯微鏡、使用該顯微鏡檢查晶圓的方法及操作該顯微鏡的方法 |
US12014896B2 (en) | 2021-01-19 | 2024-06-18 | Attolight AG | Cost effective probing in high volume manufacture of micro LEDs |
CN113654462A (zh) * | 2021-08-23 | 2021-11-16 | 南开大学 | 监测超快电子显微镜探测光斑位置的方法及装置 |
CN113654462B (zh) * | 2021-08-23 | 2023-08-29 | 南开大学 | 监测超快电子显微镜探测光斑位置的方法及装置 |
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