光致发光光谱成像测量系统

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PMEye-3000光致发光光谱成像(PL-Mapping)测量系统是卓立汉光*新研制的,用于LED外延片、半导体晶片、太阳能电池材料等,在生产线上的质量控制和实验室中的产品研发检测。该系统对样品的PL谱进行Mapping二维扫描成像,扫描结果以3D方式进行显示,使检测结果更易于分析和比较。该系统的软件窗口界面友好,操作简单,*简单培训就能使用。

测试原理:
PL(光致发光)是一种辐射复合效应。在*波长光源的激发下,电子吸收激发光子的能量,向*级跃迁而处于激发态。激发态是不稳定的状态,会以辐射复合的形式发射光子向*级跃迁,这种被发射的光称为荧光。荧光光谱代表了半导体材料内部,*的电子能级跃迁的机制,也反映了材料的性能及其缺陷。PL是一种用于提供半导体材料的电学、光学特性信息的光谱技术,可以研究带隙、发光波长、结晶度和晶体结构以及缺陷信息等等。
应用领域举例:
LED外延片,太阳能电池材料,半导体晶片,半导体薄膜材料等检测与研究。

主要特点:
◆ PLMapping测量
◆ 多种激光器可选
◆ Mapping扫描速度:180点/秒
◆ 空间分辨率:50um
◆ 光谱分辨率:0.1nm@1200g/mm
◆ Mapping结果以3D方式显示
◆ *大8吋的样品测量
◆ 样品*定位
◆ 样品真空吸附
◆ 可做低温测量
◆ 膜厚测量
 



 



一体化设计,操作*合人体工学
    PMEye3000 PL Mapping测量系统采用立式一体化设计,关键尺寸根据人体工学理论设计,不管是样品的操作高度和电脑使用高度,都*适合于人员操作。主机与操作平台高度集成,方便于在实验室和检测车间里摆放。仪器侧面设计有可收放平台,可摆放液晶显示器和鼠标键盘。仪器底部装有滚轮,方便于仪器在不同场地之间的搬动。
模块化设计
    PMEye-3000 PL Mapping测量系统*采用模块化设计思想,可根据用户的样品特点来选择规格配置,让用户有更多的选择余地。激发光源、样品台、光谱仪、探测器、数据采集设备都实现了模块化设计。
操作简便、全电脑控制
    PMEye-3000 PL Mapping测量系统,采用整机设计,用户*要根据需要放置检测样品,无需进行复杂的光路调整,操作简便;*控制操作*计算机来控制实现。
    *的样品台设计,采用真空吸附方式对样品进行固定,避免了用传统方式固定样品而造成的损坏;可对常规尺寸的LED外延片样品进行*定位,*测量重复精度。
两种测量方式,用途更广泛
    系统采用直流和交流两种测量模式,直流模式用于常规检测,交流模式用于微弱荧光检测。
监控激发光源,校正测量结果
    一般的PL测量系统只是测量荧光的波长和强度,而没有对激发光源进行监控,而激发光源的不稳定性将会对PL测量结果造成影响。PMEye-3000 PL Mapping测量系统增加对激光强度的监控,并根据监控结果来对PL测量进行校正。这样就可以消除激发光源的不稳定带来的测量误差。
激光器选配灵活
    PMEye-3000 PL Mapping测量系统有多种高稳定性的激光器可选,系统*多可内置2个激光器和一个外接激光器,标配为1个405nm波长高稳定激光器。用户可以根据测量对象选配不同的激光器,使PL检测更加精准。
    可选配的激光器波长有: 405nm,442nm,532nm、785nm、808nm等,外置选配激光器波长为:325nm。
自动Mapping功能
    PMEye-3000 PL Mapping测量系统配置200×200mm的二维电控位移台,*大可测量8英寸的样品。用户可以根据不同的样品规格来设置扫描区域、扫描步长、扫描速度等,扫描速度可*每秒180个点,空间分辨率可达50um。扫描结果以3D方式显示,以不同的颜色来表示不同的荧光强度。

 

 
软件功能丰富,操作简便
我们具有多年的测量系统操作软件开发经验,,熟悉试验测量需求和用户的操作习惯,从而使开发的这套PMEye-3000操作软件*大且操作简便。
MEye-3000操作软件提供单点PL光谱测量及显示,单波长的X-Y Mapping测量,给定光谱范围的X-Y Mapping测量及根据测量数据进行峰值波长、峰值强度、半高宽、给定波长范围的荧光强度计算并以Mapping显示,Mapping结果以3D方式显示。同时具有多种数据处理方式来对所测量的数据进行处理。
 


低温样品室附件
    该附件可实现样品在低温状态下的荧光检测。
    有些样品在不同的温度条件下,将呈现不同的荧光效果,这时就需要对样品进行低温制冷。
    如图所示,从图中我们可以发现在室温时,GaN薄膜的发光波长几乎涵盖整个可见光范围,且强度的*高峰出现在580nm附近,但整体而言其强度并不强;随着温度的降低,发光强度开始慢慢的增加,直到110K时,我们可以发现在350nm附近似乎有一个小峰开始出现,且当温度越降越低,这个小峰强度的增加也越显著,一直到温25K时,基本上就只有一个荧光峰。
GaN薄膜的禁带宽度在室温时为3.40Ev,换算成波长为365nm,而我们利用PL系统所测的GaN薄膜在25K时在356.6nm附近有一个峰值,因此如果我们将GaN薄膜的禁带宽度随温度变化情况也考虑进去,则可以发现在理论上25K时GaN的禁带宽度为3.48eV,即特征波长为 357.1nm,*靠近实验所得的356.6nm,因此我们可以推断这个发光现象应该就是GaN薄膜的自发辐射。


 

  不同制冷温度下GaN材料的PL谱图

 

主要功能和技术参数

扫描模式

单点光谱扫描;单波长Mapping

摄谱模式

峰值波长Mapping;峰值强度Mapping 半高宽Mapping;给定波长范围的荧光强度Mapping

膜厚测量

单点膜厚测量

光源

405nm激光(标配);150W溴钨灯

光谱仪

三光栅DSP扫描光谱仪

光谱仪焦距

300mm(标配)

500mm

光谱分辨率

0.1nm(1200g/mm光栅)

0.05nm(1200g/mm光栅)

倒线色散(nm/mm)

2.7(1200g/mm光栅)

5.4(600g/mm光栅)

10.8(300g/mm光栅)

1.7(1200g/mm光栅)

3.4(600g/mm光栅)

6.8(300g/mm光栅)

探测器

Si探测器,光谱响应范围:2001100nm (标配)

数据采集设备

带前置放大器的数字采集器DCS300PA(标配) 锁相放大器SR830(选配)

二维位移平台

行程200*200mm,重复定位精度<3μm

样品台

具有真空吸附功能 对主流的2’’,3’’,4’’,5’’,6’’,8’’的晶片可进行*定位

Mapping扫描速度

*180/

Mapping位移步长

*小可到1um

空间分辨率

50um

重复定位精度

<3um

 

可选择探测器

探测器类型

光谱响应范围

R1527光电*管

200680nm

CR131光电*管

200900nm

DSi300硅光电探测器

2001100nm

DInGaAs1700常温型铟镓砷探测器

8001700nm

DInGaAs1900制冷型铟镓砷探测器

8001900nm

DinGaAs2200制冷型铟镓砷探测器

8002200nm

DinGaAs2600制冷型铟镓砷探测器

8002600nm

  可选择的内置激光器:

波长

稳定性

功率

355nm

<10%

120mW

405nm

<1%

1300mW

442nm

<1%

150mW

532nm

<1%

1450mW

561nm

<1%

1200mW

635nm

<1%

1500mW

785nm

<1%

1300mW

808nm

<1%

1500mW


可选择的外置激光器:
325nm HeCd激光器,功率有:10、15、20、、25、30、40、45、50、55、80、100mW等。

型号/规格

PMEye-3000

品牌/商标

zolix