半导体

This application note demonstrates the use of pulsed RF GD-OES for nanometric depth profiling of (Al,Ga)N quantum wells and quantum dots. The technique supports process optimization and quality control of layer thickness and composition in advanced UV optoelectronic structures.

This application note demonstrates how deep-UV optimized HORIBA multimodal SMS can be applied to characterize PVT-grown 4H-SiC substrates, as well as epitaxial 4H-SiC structures.

Raman spectroscopy is an essential tool for the characterization of semiconductors. However, Raman spectroscopy's spatial resolution is limited by the diffraction limit to about 200-300 nanometers, which can be insufficient for analyzing the increasingly smaller features of modern electronic devices.

荧光粉在获得白光方面起着关键作用，特别是对于蓝色LED+荧光粉和近紫外LED+荧光粉。为了提高高亮度白光LED的荧光性能，必须使整个荧光粉颗粒均匀发荧光。当使用CL测量用作白色LED的荧光粉时，可以观察到荧光粉颗粒中不发荧光的区域。CL系统用于评估非荧光区域，以提高荧光效率和特性。

相位调制椭偏仪是一款表征TFT-LCD器件的高精度技术。不仅可以获得薄膜厚度、光学特性，还可以获得更复杂的特性，如梯度、各向异性及掺杂剂的影响。在平板行业中，降低制造成本，需要依赖可靠的测量工具控制工艺的不同阶段。椭偏仪作为一款无损高精度测试技术，非常适用于质控和在线生产监测。

Raman spectroscopy enables precise, non-destructive stress analysis in 4H-SiC semiconductors. This study shows how peak shifts in Raman spectra reveal stress variations from surface treatments like cutting, lapping, and CMP—supporting quality control and process optimization in electronics.

胶体二氧化硅被用于非常精确的抛光，对它的粒度控制有着极高的要求。离心式粒度分析仪可以方便地进行高分辨率和重复性的测量，有助于CMP浆料的研发和质量控制。

拉曼光谱是一种确定硅锗层和硅帽层中的锗馏分和应变非常合适的技术。此外，在同一台仪器上使用紫外和可见光激发的可能性对于研究由硅盖层在硅锗层上构成的结构是至关重要的。恒定的Si1-xGex层中的相对锗含量是从可见拉曼光谱中计算出来的，而硅帽层的应变则是从紫外拉曼光谱中得出的。

碳纳米管(CNTs)是一种完全由碳原子组成的薄、轻、柔性的弦状材料。CNTs容易聚集，因此了解和控制其聚集状态是达到预期性能的关键。为此，需要一种能够快速评估从孤立分散到聚集的宽粒径分布(PSD)的高分辨率分析方法。 本文使用 Partica CENTRIFUGE 离心式纳米粒度分析仪，对三家公司的四种碳纳米管进行了测量。表明了分析仪的颗粒表征能力，将有助于碳纳米管的性能评估和质量控制。

液晶调制椭圆偏振光谱是高精度表征化合物半导体AlGaN/GaN异质结构的优选技术。利用MM-16型椭偏仪可以测得几微米的薄膜厚度和光学常数。AlGaN的光学参数对于光电器件设计至关重要。此外光学参数可以建立标准曲线，快速测定AlGaN中Al的含量。椭偏仪同样适用于SiGe、II-VI或经典III-V族等其它化合物半导体。

Compound semiconductors including III-V, III-N materials and SiC are being growingly employed owing to their superior material properties over silicon semiconductors and their role in optimizing the energy efficiency of devices.

硅片中氧的浓度对硅片的电阻有很大影响。因此，即使硅片中仅含有极少量的氧，对其浓度的控制也是至关重要的。然而，在分析高掺杂单晶硅时出现了一个挑战，由于其独特的性质和高掺杂水平，分析这些样品中的氧变得非常困难，杂质和掺杂剂的存在会干扰使用 FT-IR 光谱法对氧浓度的精确测量。

椭圆偏振光谱仪是表征复杂铁电薄膜厚度和光学常数的有效方法，其具有高准确性和高精度。本文研究包括蓝宝石衬底的各向异性已经粗糙层和镀层随深度的层间不均匀性。

The historically established group IV materials keep being the essential component of integrated circuits through more and more complex architectures (three dimensional: FinFET, Nanosheet FET, Gate-all-Around FET).

对于多层结构，了解每层膜的性质非常必要。HORIBA UVISEL椭偏仪采用简单的流程来研究完整PDP结构的厚度和光学性质。为了提高产品的质量和数量，HORIBA FF-1000椭偏仪可以实现产线上大面积平板的高通量测定。样品可接受尺寸达1000mm x 1000 mm。这种高精度自动化薄膜计量工具为在线生产质控提供了可靠性。

The two-dimensional graphene and transition metal dichalcogenides materials are on their way to become the core of the future electronics devices. Controlling layer numbers and crystallinity at the wafer scale remains the main challenge.

随着锂离子电池需求的不断增加，科研人员对各种阴极材料化合物展开了全面且深入的研究。在众多候选材料中，尖晶石型锰酸锂（LiMn₂O₄-σ）作为典型代表，成为研究的焦点。科研人员对其性能进行了深入探索，发现缺氧现象会引起 LiMn₂O₄-σ 成分的微妙调整，这些调整进一步影响了其放电特性。因此，在评估锂电池性能时，缺氧量成为了不可忽视的关键因素。

多晶硅作为硅片的重要原材料，其内部的碳含量直接影响硅片的导电性能。随着高纯度硅片的广泛应用，准确了解多晶硅原材料中的碳含量并对其进行精确控制至关重要。然而，研究人员面临的挑战在于，碳在这些材料中可能以多种形态存在，如以碳酸盐形式或以 CO2 形式附着，这种复杂性使得在极低浓度下分析碳含量并区分其具体存在形式变得异常困难。

椭圆偏振光谱是高精度表征可重写光盘上GeSbTe多层膜体系厚度和光学常数的有效手段。结果表明，近红外波段对这类材料的分析有较好的准确度。多样品分析减少了薄层的参数相关性和误差。DeltaPsi 2软件包含的建模功能够处理衬底两侧镀膜的情况，使得分析变得简单。

椭圆偏振光谱是一种无损光学薄膜测量工具，用于测定膜层厚度和光学常数（n，k）。该技术广泛应用与微电子、平板显示、光电子、光伏、照明、光学及功能材料、生物技术等领域。与其它光学计量设备相比，椭偏仪的独特优势在于其操作简单，测试精度高，通过光学常数表征获得物理和材料信息。

椭圆偏振光谱法是一种高精度表征完整OLED的优异技术。它可以测定薄膜厚度、光学特性和掺杂对活性层的影响。HORIBA FF-1000椭偏仪可以实现产线上大面积平板的高通量测定。样品可接受尺寸达1000mm x 1000 mm。这种高精度自动化薄膜计量工具为在线生产质控提供了可靠性。

利用高光谱阴极荧光光谱和成像技术对合成的CVD金刚石材料进行了表征，为新兴的固态量子力学系统提供了检测和准确定位潜在的NV荧光点缺陷的方法。在这项工作中，我们以金刚石为衬底蚀刻的微柱图案上进行CVD外延生长。阴极荧光（CL）分析显示NV色心成功地定位在柱的边缘。

在互补式金属氧化物半导体（CMOS）中，正在研究用高K介质材料替代传统的SiO2或SiOxNy栅极介电层。本文对铪铝氧化物（HfAlO）进行了研究，其物理性能满足此类应用的需求。铝酸铪薄膜的结构和组成以及HfAlO/Si界面对CMOS器件的优化具有非常重要的作用。文中采用两VUV椭圆偏振光谱和红外光谱（FTIR-ATR）共同表征薄膜的厚度、带隙附近及以上光学的特性。

CIGS是非常有效的太阳能电池吸收体，常用于多种太阳能电池结构中。能够对其进行无损分析非常重要。

基于聚3-己基噻吩（P3HT）和[6,6]苯基C61-丁酸甲酯（PCBM）混合物的太阳能电池性能受其混合组分和热处理条件的强烈影响。

铟锡氧化物(ITO)是应用广泛的透明导电氧化物，它的主要特性是导电性和光学透明度，以及易于沉积成薄膜。与所有透明导电薄膜一样，必须在导电性和透明度之间做出妥协。因为增加厚度和增加载流子的浓度将增加材料的导电性，但透明度会降低。ITO通常用于制作透明导电涂层，用于液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸面板和电子墨水领域。ITO薄膜也被用于有机发光二极管、太阳能电池、抗静电涂层和电磁干扰屏蔽。在有机发光二极管中，ITO被用作阳极(空穴注入层)。ITO也被用于各种光学涂层，最显著的是用于汽车的红外反射涂层和钠蒸汽灯玻璃。其他用途包括气体传感器、减反射涂层和电介质的电润湿。

利用电子束诱导电流(EBIC)和阴极发光(CL)相结合的研究方法，阐明了降低多晶硅(mc-Si)太阳能电池转换效率的小角度晶界(SA-GBs)的电学和光学性质。

相较于LCD技术，OLED的优势在于宽视角、响应时间、功耗低、颜色饱和度更高，也可以更快地制造。然而OLED器件暴露在空气和水中会退化，需要在环境中密封。传统保护OLED的方法是在一个充满惰性气氛和干燥剂的金属或玻璃盖。 椭偏仪是测量多层膜厚度和光学常数（n，k）的一种标准光学表征技术，已成功的表征封装OLED器件。 本文还研究了OLED的老化过程，对三个有机发光二极管进行了表征。研究了α-NPD薄膜1个月的老化过程，发现薄膜的折射率显著降低，说明材料的密度在降低。

在蓝宝石衬底上生长的GaN晶体极易出现线位错。据说这是由蓝宝石和GaN的大晶格错配引起的。在SEM图像中，晶体看上去是均一的。但在测量与带边沿发射相对应的波长（362nm）处的CL光强成像时，可以观察到暗斑，如线位错。

TFT-LCD显示面板基于非晶硅和低温多晶硅技术，因而椭圆偏振光谱可以高精度的表征TFT-LCD显示面板。UVISEL椭偏仪的灵敏度和DeltaPsi 2软件中所含的先进建模功能，可实现多层堆叠中不同方法制备的a-Si的表征。此外，椭偏仪还可以获得多晶硅薄膜中晶粒的尺寸，准确表征硅的结晶度。

相较于LCD技术，OLED技术具有效率高、显示质量高、对比度高、能耗低等优点，在显示技术中发挥着重要作用。此外，OLED使用的是有机可回收材料，生态方面友好。然而要想提高器件的性能，还需要对其光学和结构特性有深入的了解。椭圆偏振光谱可以提供这些信息，它无损、灵敏度高，可以表征埃级厚的膜层，并提供有关表面状态的信息以及复合材料的微观结构等。

粒度分析是检测 CMP 浆料性能的关键指标。本节中将会讨论几种粒度测定技术的流行性和实用性。

有机-无机钙钛矿混合材料作为新型高转化率低成本太阳能电池吸收层，正被广泛研究和应用。这种太阳能电池结合了有机和无机半导体的优点。随着应用和研究的日益增长，这些材料的光电性能表征也变得重要。

应用中纳米粒子嵌入在介质矩阵中用来提高光伏效应，该方法目的在于降低单带隙太阳能电池的损耗。换而言之，吸收光子能量的能力小于带隙，并且光子热损失的能力高于带隙。因此，改变粒径大小可以优化光的吸收。另一方面，为了更好的优化太阳能电池的效率，需要准确测定这些纳米粒子的光学特性。椭圆偏振光谱是表征这种材料光学和结构特性不错的选择。

发光二极管（LED）具有耗电量少、寿命长、色彩丰富、耐震动、易控等特点。1990年代以来，半导体照明技术不断突破，应用领域日益扩展。LED的电光转化效率取决于LED薄膜的结构和整体材料性能。椭圆偏振光谱可以准确测定LED器件的厚度和光学常数。用于研究和工业应用。厚度和折射率的准确控制对弈器件性能的优化和工业质量的控制至关重要。

UVISEL椭圆偏振光谱仪已被用于多种纳米粒子的表征。表征涉及到DeltaPsi 2软件的特定建模开发。本文介绍了椭偏仪在纳米颗粒样品表征中的应用，说明椭偏仪可以应用于大量材料科学领域。HORIBA提供的UVISEL型椭偏仪结合DeltaPsi 2软件，具有独特的建模功能，为您在现代物理领域的研究工作提供支持。

采用高分辨共聚焦显微拉曼光谱仪对单根GaN纳米线进行了完整的偏正拉曼研究。使用的共聚焦拉曼光谱仪结合压电平台具有高的空间分辨率，获得空间分辨率优于200nm的光学特性，保持了共聚焦显微镜下偏振的全部优势。

石墨烯是由碳原子以二维蜂窝状晶格排列而成的单层材料，具有卓越的电学、热学和力学特性，因此成为多个科学领域广泛研究的对象。本应用说明报告了一项在 SiO₂/Si 基底上对剥离石墨烯进行共定位原子力显微镜-拉曼测量实验。

本应用文档介绍了利用 AFM-拉曼光谱技术对二维材料垂直范德华异质结构（包括 hBN/石墨烯/WSe₂ 和 hBN/双层石墨烯/hBN/石墨栅/hBN/SiO₂/Si）进行的共定位表征。

本应用阐明了椭圆偏振光谱技术表征光伏器件的能力。常用的研究材料有非晶硅、多晶硅、ZnO、ITO、SNO2、TiO2、SiNx、MgO等。

三十年来，人们一直致力于三维结构的碳化研究，特别是在电子应用中。这些结构是在光刻技术的帮助下制备的，然后进行热解。为了制作100纳米以下的特征，尝试使用脂质纳米管的自下而上方法。

碳纳米管（CNT）因其轻质、高强度和耐高电流密度等特性，作为电池材料等前沿科技材料正受到广泛关注并投入应用。基于这些卓越性能，其多样化应用场景正在不断拓展。

具有美国国家标准与技术研究院（NIST）可溯源认证平均直径的二氧化硅粒度标准品适用于多种颗粒测量应用。此次，将四种单分散胶体二氧化硅（西格玛奥德里奇公司，Sigma - AldrichTM，简称 SA）混合，以评估离心沉降法的分辨率和定量能力。

纤维素纳米晶体（Cellulose nanocrystals，CNC）是经化学处理解纤后得到的针状材料，其宽度约为5 - 20纳米，长度约为100 - 250纳米。了解纤维尺寸和分散状态十分重要。要了解分离的颗粒到团聚体这一宽范围的粒度分布，需要一种能够快速评估的分析方法。

纳米纤维素，作为一种源自木材的先进纤维材料，正成为复合材料领域的明星材料。其中，纤维素纳米晶体（CNC）以其独特的针状形态备受瞩目。经化学处理后，其宽度约为5~20 nm，长度可达100~250 nm。CNC作为石化产品的环保替代品，不仅成本效益显著，相较于其他高性能纳米材料更具吸引力，还展现出广泛的应用潜力，包括在溢油清理、工程技术、制药行业、容器创新以及生物降解食品包装等多个领域。 因此，为了深入了解纤维的尺寸和分散状态，开发一种分析方法至关重要。这种分析方法需要能够迅速且全面地评估从单个颗粒至大型聚集体范围内的粒度分布。

纳米纤维素是一种源自木材的纤维状物质，作为前沿材料正备受关注。通过2,2,6,6 - 四甲基哌啶-1-氧自由基（TEMPO）氧化法制备的纤维素纳米纤维（CNF），是表面高密度引入羧基的纤维素纤维。这种类型的CNF制备效率高，其特点是纤维宽度极细且均匀，约为3纳米。要利用纳米纤维素，了解纤维直径和分散状态十分重要。为此，有必要采用一种能够在高分辨率下，对从良好分散的颗粒到团聚体的宽范围粒度分布进行快速评估的分析方法。

Chemical Mechanical Polishing (CMP) technology is used as an indispensable fundamental technology in the manufacturing process of ultra-large-scale semiconductor integrated circuits (ULSI). CMP is a technique in which the surface of a substrate is softened, removed or flattened by chemical etching and frictional abrasion with a chemical slurry that contains abrasive particles. Fumed silica abrasive particles are synthesized in a gas phase reaction in flame and are dispersed as secondary particles that are aggregates of primary particles. They are known to have thiogenic properties. Although the rate of polishing is high for fumed silica, its polishing precision is inferior to that of colloidal silica.

Nanocellulose is a fibrous material derived from wood that is applied to composite materials and is attracting attention as an advanced material. In order to utilize nanocellulose, it is important to understand the fiber diameter and dispersion state. 3 types of nanocellulose were analyzed using the Partica CENTRIFUGE centrifugal nanoparticle analyzer.

TEPL和TERS图像与AFM同时获得的形貌学图像具有很好的相关性，并且在揭示MoS2薄片的性质（层数）方面都是一致的。在去卷积之后，TEPL信号甚至能够揭示100 nm大小的MoS2薄片内的局部不均匀性。开尔文探针测量支持TEPL和TERS测量，并增加了这种针尖增强耦合工具的能力。通过更好地理解二维材料在纳米尺度上的电学和化学性质，二维材料的针尖增强光谱（TEOS）表征可能有助于将这些材料进一步商品化。

拉曼和光致发光光谱揭示了二维材料固态结构的不同方面。用一台仪器同时进行的拉曼和光致发光成像揭示了二维晶体的固态结构和电子特性的空间变化，而这种变化在反射白光成像中是无法显示的。这种能力应该使材料科学家能够更好地设计和制造基于二维晶体的电子和光电设备。

利用TERS揭示碳纳米管结构中的缺陷密度，对于更好地理解用这种纳米物体制成的器件的电学性质具有重要意义。通过TERS不仅可以研究缺陷浓度，而且可以研究不同径向呼吸模式下的局部手性变化，还可以研究单个碳纳米管水平上的压力效应和应变分布。

两种分析方法--指纹模式分析（层内）和低频模式分析（层间）--给出了互补的结果，来确定MoS2的层数。方法2（使用低频模式）给出了很好的对比度；但是它没有显示出单层区域（这与模式的性质有关，是由至少两层之间的相互作用引起的）。方法1（使用指纹模式）显示所有的层，但对比度较差，特别是对于较多的层数。结合这两种分析方法可以得到更好的结果。所有的测量（低频和指纹）都是使用超低频ULFTM滤光片完成的，它允许在全拉曼范围内进行高通量测量，低至<10 cm-1。

椭圆偏振光谱仪测定了C60和C70薄膜在0.6~6.5eV（即190-2100nm）的光学常数。光学尝试提供的信息可以更好的了解这种材料的电子结构。

UVISEL椭圆偏振光谱仪是表征无定型碳薄膜厚度和光学常数的理想工具，即使膜层很薄也可以实现，还可以获得粗糙度和界面“附着力”。

拉曼在表征SWCNTs的结构方面显示出很大的潜力。有关结构的知识与纳米管的物理和化学特性之间的相关性使该技术在控制SWCNTs的质量以满足特定应用方面具有极大的威力。拉曼光谱仪的能力，如空间分辨率、光谱分辨率和激发波长的多样性，已经得到检验。除了拉曼技术，初步的荧光研究也说明了这项技术的潜力。

各种形式的碳元素的拉曼光谱对近邻键的类型以及中间和远距离秩序非常敏感。在许多情况下，拉曼光谱是表征碳材料的重要技术。拉曼光谱特征与摩擦学特性的相关性可以促进碳膜的沉积。

石墨烯是一种新的纳米材料，在未来可能部分取代微电路和计算机芯片中的硅，为了更好地了解其质量特性，需要快速可靠的技术来提供正确的属性测量，拉曼光谱已经成为研究这种特殊材料的一种关键技术。

本文成功的利用椭圆偏振光谱仪表征了掺杂和未掺杂的金刚石层的厚度和光学性质。椭偏仪非常灵敏，可以有效区分掺杂层和未掺杂层。此外，还检测到了两层间界面。椭偏仪灵敏度高可以提供广泛的信息，是表征材料光学和结构特性的优选技术。

众所周知，元素碳材料的拉曼光谱对多聚物很敏感。对于硬碳薄膜，无定形碳和类金刚石的光谱可以通过带状拟合来分离 "石墨碳"（G带）和 "无序碳"（D带）的贡献。碳膜的光谱行为已经与薄膜的物理特性相关，如硬度、耐久性、光学透明度、导电性、导热性和耐腐蚀性，并可用于预测这些特性，而无需进行广泛的替代测试。DiskRam被设计成自动收集计算机硬盘介质上的硬碳涂层的拉曼光谱，并提取与薄膜特性有很好关联的参数。提取的信息以电子表格的形式输出，用于制造厂的SPC。

通过使用拉曼光谱仪LabRAM HR进行的光致发光分析，可以识别原生棕色和黄色钻石的颜色增强处理，绿色和紫色钻石的PL特征也已被记录下来，钻石颜色的缺陷中心可全部被检测。这证明了拉曼光谱仪是一个非常好的工具，可以通过光致发光分析研究钻石结构中的细微缺陷。

拉曼光谱通常是碳相的表征，尤其是石墨烯和氧化石墨烯的表征，因为它是非破坏性的，能提供了大量的信息，如缺陷、无序、边缘和晶界、厚度、掺杂、应力和热导率。但是，衍射限制拉曼显微镜无法实现石墨烯纳米物体研究所需的超高空间分辨率。