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DSR500

LBIC微纳光电流成像测试系统

卓立汉光经过多年研究,推出基于振镜显微系统的LBIC 系统。本设备有着快速扫描,高分辨等特点,可以广泛应用于:单晶硅、多晶硅、非晶硅、有机半导体、染料敏化等各类太阳能电池研究,也可以应用于GaN 等光电器件的研究。对光电探测器的量子效率, 器件的电阻分布特征,研究太阳能电池光生电流的不均匀性,研究器件吸收和电荷生成的微区特性,以及光电材料界面,半导体结区的品质分布等提供可靠的分析数据。
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产品概述

产品简介

微纳光电成像测试系统是一种利用显微成像手段,通过不同波长激光进行探测,分析表征光电子器件的短路电流分布,表面缺陷, 反射率等参数。并通过扫描获得的图像,分析各种参数的平面均匀性,为光电器件的结构优化提供参考。

卓立汉光经过多年研究,推出基于振镜显微系统的LBIC 系统。本设备有着快速扫描,高分辨等特点,可以广泛应用于:单晶硅、多晶硅、非晶硅、有机半导体、染料敏化等各类太阳能电池研究,也可以应用于GaN 等光电器件的研究。对光电探测器的量子效率, 器件的电阻分布特征,研究太阳能电池光生电流的不均匀性,研究器件吸收和电荷生成的微区特性,以及光电材料界面,半导体结区的品质分布等提供可靠的分析数据。

系统结构描述:

激光通过扫描透镜,扫描振镜,成像透镜,由显微镜聚焦到样品表面,激光激发样品产生光电流,光电流信号通过探针引出至电流源表,再通过软件在软件中读出。扫描时,振镜是通过电压控制器控制光束的偏转角度,激光的光斑在样品的XY 方向上扫描移动, 软件记录每一个激光聚焦光斑的位置和其对应的电流值,在软件上同步描绘出光电流成像图,显示了样品的电流分布。由于采用振镜结构,光斑移动在物镜处是不同位置入射,而不是不同角度入射,因此可以保证入射到样品不同位置的光斑模式不会变化

整个系统的结构如下图所示:包含

■ 光源(激光器或者连续光源),
■ 显微镜,扫描振镜,
■ 数字源表,
■ 探针台和计算机软件等。

系统原理结构如下图所示:

下图为光斑在扫描设定不同位置模式没有变化

产品特点

■ 多路激光波长可选;
■ 样品更换方便;
■ 探针可整体位置二维移动,方便测试样品的不同位置;
■ 样品为静止状态下实现扫描(mapping),消除普通位移平台模式下的震动影响。
■ 软件可视化,可任意选取扫描范围(测试区间位置通过框图的方式选取,实现了可视范围即扫描范围)
应用领域
纳米材料,二维材料,晶圆分析,探测器光电性能检测, 面阵探测器Pixel 检测,器件电荷生成的微区特性等等

基本参数

 

 

激光器(光源)

标配532nm激光器,能量稳定性1%@4小时 可选配2路激光器用于光电流测试

 

 

显微镜模块

反射式/透射式LED照明

物镜:标配(20X, WD=7.5mm) 超长工作距离 最大扫描范围:260 x 200 μm (20x物镜下) 位置重复性:小于1 μm

最小扫描步长:0.2μm 步长可选范围:0.2-30μm 激光光斑:2μm

 

 

数据采集

电流源表:Keithley 2450

测量范围:1nA ・ 1A 暗噪声:50pA 分辨率:20fA 准确度: 0.03%

 

 

探针台模块

直径65mm真空吸附卡盘 探针座和样品整体二维移动,方便样品位置与光斑位置重合

样品位置单独二维移动,方便同类样品更换

样品位置移动行程25mm,分辨率5μm 探针座:XYZ行程12mm,分辨率0.7μm 探针:钨针,直径5μm,10μm,20μm可选

 

 

软件

光电流扫描(Mapping):可以设定固定的电压,逐点获取电流值

I-V曲线扫描(Mapping):可以设定指定的电压区间,逐点获取I-V曲线 指定区域扫描(Mapping)

 

 

光谱响应度测试(选配)

光谱范围200-1100nm,可以扩展到2500nm

光谱响应度曲线 量子效率曲线 偏压设置功能

 

 

激光器(选项)

波长:405nm或者635nm可选,其他波长咨询销售

能量稳定性:小于1%@2个小时 功率:10mW和30mW(可选)

软件测试样品图示
电脑配置:

主机:i7,16G 内存,256G 固态+2T 机械硬盘, 2G 独显;21.5 英寸电脑显示器

 软件功能:

  • 光斑位置移动;
  • 选取测试区域;
  • 实现监控开关;
  • IV曲线参数设置;
  • 实时显示测试数据和测试点位置;
  • 显示测试进度和测试用时间;
功能:

阈值处理;局部放大,等高线显示,三维显示,单点测试数据显示,导出txt,excel 数据等。

软件功能说明:

软件测试界面如下图:

各部分功能介绍如下:




数据分析软件界面如下图所示:

该分析软件有强大的数据处理功能,如下图所示快捷按钮。
功能包括:调节适配数值区域;放大选中区域;回到全部区域;等高线显示;显示一条直线上的信号分布,三维显示,导出数据等。数据分析功能很多,很强大,几乎包含常见的数据分析方法。

测试案例:

  1. 硅基探测器:有效面120X120um。

测试条件:

  • 532nm;
  • 1mW;
  • 20X;


图A, 样品扫描区域的CCD 监控图,图B, 样品mapping 数据处理等高线图以及三维图。

2. 纳米材料-WSe2:有效面积25X10um

测试条件:

  • 532nm;
  • 5mW;
  • 20X;


图A, 样品监控区域成像图,图B, 样品扫描区域的CCD 监控图,图C, 样品扫描(mapping)数据处理等高线图以及三维图。

选型列表:

规格/型号

DSR500-LBIC

DSR500-LBIC-RDB

激光器

波长532nm,功率:30mW;稳定性:1%@2小时

物镜

20X@奥林巴斯,WD=7.5mm,波长范围:350-750nm

探针台

2个探针座

数据采集

Keithley 2450