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光致發光光譜成像測量系統 PMEye-3000

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光致發光光譜成像測量系統 PMEye-3000 PMEye-3000光致發光光譜成像（PL-Mapping）測量系統是卓立漢光最新研制的，用于LED外延片、半導體晶片、太陽能電池材料等，在生產線上的質量控制和實驗室中的產品研發檢測。該系統對樣品的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（光致發光）是一種輻射復合效應。在一定波長光源的激發下，電子吸收激發光子的能量，向高能級躍遷而處于激發態。激發態是不穩定的狀態，會以輻射復合的形式發射光子向低能級躍遷，這種被發射的光稱為熒光。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 ◆ 最大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測量系統采用立式一體化設計，關鍵尺寸根據人體工學理論設計，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測量系統全面采用模塊化設計思想，可根據用戶的樣品特點來選擇規格配置，讓用戶有更多的選擇余地。激發光源、樣品臺、光譜儀、探測器、數據采集設備都實現了模塊化設計。操作簡便、全電腦控制 PMEye-3000 PL Mapping測量系統，采用整機設計，用戶只需要根據需要放置檢測樣品，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。全新的樣品臺設計，采用真空吸附方式對樣品進行固定，避免了用傳統方式固定樣品而造成的損壞；可對常規尺寸的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,用途更廣泛系統采用直流和交流兩種測量模式，直流模式用于常規檢測，交流模式用于微弱熒光檢測。監控激發光源,校正測量結果一般的PL測量系統只是測量熒光的波長和強度，而沒有對激發光源進行監控，而激發光源的不穩定性將會對PL測量結果造成影響。PMEye-3000 PL Mapping測量系統增加對激光強度的監控，并根據監控結果來對PL測量進行校正。這樣就可以消除激發光源的不穩定帶來的測量誤差。激光器選配靈活 PMEye-3000 PL Mapping測量系統有多種高穩定性的激光器可選，系統最多可內置2個激光器和一個外接激光器，標配為1個405nm波長高穩定激光器。用戶可以根據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測量系統配置200×200mm的二維電控位移臺，最大可測量8英寸的樣品。用戶可以根據不同的樣品規格來設置掃描區域、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操作軟件開發經驗，,熟悉試驗測量需求和用戶的操作習慣，從而使開發的這套PMEye-3000操作軟件功能強大且操作簡便。 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測量及根據測量數據進行峰值波長、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。同時具有多種數據處理方式來對所測量的數據進行處理。低溫樣品室附件該附件可實現樣品在低溫狀態下的熒光檢測。有些樣品在不同的溫度條件下，將呈現不同的熒光效果，這時就需要對樣品進行低溫制冷。如圖所示，從圖中我們可以發現在室溫時，GaN薄膜的發光波長幾乎涵蓋整個可見光范圍，且強度的最高峰出現在580nm附近，但整體而言其強度并不強；隨著溫度的降低，發光強度開始慢慢的增加，直到110K時，我們可以發現在350nm附近似乎有一個小峰開始出現，且當溫度越降越低，這個小峰強度的增加也越顯著，一直到最低溫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，則可以發現在理論上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光現象應該就是GaN薄膜的自發輻射。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）數據采集設備帶前置放大器的數字采集器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位移步長最小可到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 可選擇的外置激光器： 325nm HeCd激光器，功率有：10、15、20、、25、30、40、45、50、55、80、100mW等。

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