Сканирующий инфракрасный микроскоп с высоким пространственным разрешением

ФГБУН Институт физики полупроводников им. А.В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук (ИФП СО РАН)

Внешний вид инфракрасного сканирующего микроскопа. 1-тепловизионная камера, 2-станина микроскопа, 3-координатный столик, 4-датчик положения, 5-шаговый двигатель координаты x, 6-электронная схема управления позиционированием наблюдаемого объекта.

Разработан сканирующий инфракрасный микроскоп с высоким пространственным разрешением, который позволяет измерить распределение температур по поверхности микрообъектов. Изготовлены две модификации прибора, которые отличаются спектральным диапазоном. На изготовленных приборах применяются объективы инфракрасного диапазона с оптическим увеличением в 8× и 20× крат. Практическая оценка пространственного разрешение прибора по критерию различия интенсивности сигнала в 4% составила 1.6 мкм. Поле зрения микроскопа зависит от применяемого объектива и расстояния от объектива до фотоприёмного устройства (ФПУ). Высокое пространственное разрешение ИК микроскопа и прозрачность полупроводниковых материалов в ИК области спектра, позволяет получить информацию о дефектах между кристаллами (чипами), собранными методом гибридной сборки.

Спектральный диапазон 2.6 -3.05 мкм:

  • Фотоприемный элемент – матричное ФПУ на основе InAs размерностью 128×128 элементов, размер элемента 40×40 мкм2, шаг 50 мкм.
  • Поле зрения микроскопа от 420×420 до 1000×1000 мкм2 (от 3.25×3.25 до 7.85×7.85 мкм/элемент).
  • Кадровая частота 100 Гц.

Спектральный диапазон 3-5 мкм:

  • Линейчатое ФПУ на основе InSb 192×2 элемента, размер элемента 40×40 мкм2, шаг 50 мкм, элементы линейки расположены в два ряда, смещённых друг относительно друга на 0.5 шага.
  • Поле зрения прибора составляет от 625×4.8 до 1500×12 мкм (от 3.25×3.25 до 7.85×7.85 мкм/элемент).
  • Кадровая частота 5000 Гц.

Пространственное разрешение 1.6 мкм (контраст ~4%), величина NETD дана на рис.4.

Максимальное поле сканирования составляет 100×50 мм2.

Диапазон измеряемых температур зависит от параметров работы прибора и составляет от 15⁰С до 150⁰С.

Области применения: анализ качества микросхем, микроизлучателей (светодиодов), тепловых процессов, протекающих в микромасштабах (пример использования приведен в работе [1], распределения теплового излучения на поверхности катализаторов в процессе их использования, распределения теплового излучения на поверхности сорбентов в процессе их использования, распределения эмиссии излучения с поверхности ИК светодиодов при их проектировании.

 

Адрес: 630090 Новосибиpск, пp. Ак.Лавpентьева 13, ИФП СО РАН

Тел.: +7(383)330-90-55

Факс: +7(383)333-27-71

E-mail: ifp@isp.nsc.ru

Сайт: www.isp.nsc.ru