High-pass energy-filtered photoemission electron microscopy imaging of dopants in silicon

0308203 - ÚPT 2008 RIV GB eng J - Článek v odborném periodiku
Hovorka, Miloš - Frank, Luděk - Valdaitsev, D. - Nepijko, S. - Elmers, H. - Schönhense, G.
High-pass energy-filtered photoemission electron microscopy imaging of dopants in silicon.
[Studium vlastností dotovaného křemíku pomocí fotoemisní elektronové mikroskopie s využitím energiového filtru.]
Journal of Microscopy. Roč. 230, č. 1 (2008), s. 42-47. ISSN 0022-2720. E-ISSN 1365-2818
Grant CEP: GA ČR GA102/05/2327
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20650511
Klíčová slova: dopants * energy-filtered imaging * PEEM * silicon
Kód oboru RIV: JA - Elektronika a optoelektronika, elektrotechnika
Impakt faktor: 1.409, rok: 2008

Differently doped areas in silicon can show strong electron-optical contrast in dependence on the dopant concentration and surface conditions. Photoemission electron microscopy is a powerful surface-sensitive technique suitable for fast imaging of doping-induced contrast in semiconductors. We report on the observation of Si (100) samples with n- and p-type doped patterns (with the dopant concentration varied from 1016 to 1019 cm-3) on a p- and n-type substrate (doped to 1015 cm-3), respectively. A high-pass energy filter of the entire image enabled us to obtain spectroscopic information, i.e. quantified photo threshold and related photoyield differences depending on the doping level. Measurements have confirmed the possibility of resolving areas at a high contrast even with the lowest dopant concentration when employing the energy filter. The influence of electron absorption phenomena on contrast formation is discussed.

Dotované oblasti v křemíku mohou vykazovat elektronově optický kontrast v závislosti na koncentraci dopantu a vlastnostech povrchu. Fotoemisní elektronová mikroskopie (PEEM) kombinovaná s filtrem typu horní propusti je povrchově citlivá metoda, která umožňuje získat spektroskopické informace zahrnující rozdíly v prahu fotoemise a v detekované intenzitě fotoelektronů v závislosti na koncentraci dopantu. S využitím této metody byly studovány křemíkové vzorky (100) obsahující oblasti s různou vodivostí (p- a n-typu dotované v rozmezí 1016 až 1019 cm-3). Energiový filtr umožnil zobrazit dotované oblasti s vysokým kontrastem i v případě nejnižší koncentrace dopantu. Na základě naměřených energiových spekter je také diskutován možný vliv různé absorpce fotoelektronů v p- a n-typu na detekovaný signál.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0160757