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电子束诱导电流(EBIC)的介绍

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  电子束诱导电流Electron beam induced current(EBIC)的工作原理是利用电子束的电子束在一种材料中局部产生电子空穴对。这些电子和空穴具有不同的生命周期和在物质上的移动。

  在测量EBIC信号时,我们测量的是每个孔和电子元件的贡献,它们组成了电流通过一个电路流过的电流信号。当电子束被移动时,你会在每一点形成一个反应的图像。

  信号的差异可以是电场和不同能级、掺杂水平和设备杂质的结果,从晶体缺陷或表面或界面上的悬空键。

  信号从一个结或接口的衰减,可以测量关键的半导体器件参数,如少数载波的扩散长度、弛豫时间,以及图像衰减区域的范围。电子空穴对材料中电子场的局部差异非常敏感,并且非常擅长于描述晶体缺陷,这种缺陷可以局部改变生成和重组速率。由于该技术在20世纪80年代早期普及,EBIC已经被用来描述广泛的半导体材料和设备。


  最近的发展已经将电子图像的检测水平和分辨率推向了一个临界点,这种技术可以用来研究纳米电子设备和比传统半导体更广泛的材料。



  当电子束刺穿半导体材料时,它释放出大量的能量。这种能量可以释放出显示元素构成的特征x射线。反向散射电子,分散在原子的原子核上,对原子质量很敏感。次级电子是电子在材料中激发的电子,这些物质有足够的能量释放,在真空中自由传播,是SEMs的主要成像模式。

入射电子束在有限的空间内产生大量的电子空穴对,这依赖于光束的入射能量和材料内部的散射。这些电子空穴对可以重新组合和释放能量、辐射和放出光(阴极发光)、非辐射(产生热量),或者它们可以通过材料(EBIC)产生电流。可以通过设备配置和连接它的电路来获得这些信息。

Electron flight simulation in Si. 显示的是在主电子束的相互作用体积中分散的对数尺度能量。



Junctions由于有效的载体收集和分离产生的电子空穴对形成了内建的电场,损耗区很容易被EBIC所影响。在P-N连接的任意一端,少数的载波扩散长度可以直接测量。