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扫描微波显微镜:一种利用射频技术进行微观测量的方法
来源:天纵鉴定 | 作者:SKYLABS | 发布时间: 2630天前 | 1701 次浏览 | 分享到:

在之前的文章中,天纵鉴定(SKYLABS)曾介绍过扫描电镜(SEM)其实是利用其发射的极狭窄的电子束去扫描样品,通过电子束与样品的相互作用产生各种效应,其中主要通过搜集样品的二次电子发射,通过分析二次电子情况可以产生样品表面放大的形貌像。

那扫描电镜可以通个电子束获得物体的形貌图像,那可不可以利用射频技术得到物体的微观图像了?最近天纵君翻看了相关资料发现确实有相关类似技术的尝试。这种利用微波技术获得物体微观形貌的设备叫做“扫描微波显微镜(sMIM”。

原理上扫描微波显微镜可以利用矢量网络分析仪(vector network analyzer, VNA)通过激励信号源对 AFM 铂铱探针发射一束微波信号,在样品表面扫描过程中,从针尖反射回来的微波信号被 VNA 采集并加以分析。通过计算反射信号与入射信号的比率及相位差,再结合物理模型就可定量获取材料的电学性质。

由于此种方式在目前微观观测和测量领域应用并不普遍,我们参考了目前一些设备供应商对其扫描微波显微镜的部分参数,但天纵君特别需要强调的是我们无法确认实际观测效果和理论参数之间的差异有多大,以下参数情况因此仅供大家参考。

l  高分辨率 < 5 nm

l  给出定量的复阻抗数值(电容和电阻)

l  同时获得形貌图、电容图及掺杂浓度图

l  可测半导体掺杂浓度的动态范围广

l  可测不同频率下材料复阻抗数值

l  可测复介电常数 (介电常数,介电损耗)

l  测试频率可达 20GHz,优化信噪比

l  适用于所有的半导体和电子材料

从目前供应商的资料来看,事实上“扫描微波显微镜=用原子力显微镜+网络分析仪”,但它相比于导电原子力显微镜,扫描微波显微镜很好的弥补了其无法测量绝缘体的遗憾,因此扫描微波显微镜特别适用于半导体、绝缘体、掩埋式结构、晶体管等样品的观察和测量。