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EDS-Analytik mit atomarer Auflösung

Die Eigenschaften eines Halbleiters werden durch seine Struktur im atomaren Bereich, z.B. durch Punktdefekte, bestimmt. Unter Verwendung von EDS-Verteilungsbildern (hyperspektrale Bilddaten für Element-Maps) zur chemischen Analyse bei höchstmöglicher Ortsauflösung lassen sich solche Defekte lokalisieren und charakterisieren.

Dieses Applikationsbeispiel verwendet Daten, die freundlicherweise von M. W. Chu zur Verfügung gestellt und publiziert wurden (M. W. Chu et. al., Phys. Rev. Lett. 104, 196101 (2010), https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.104.196101). Untersucht wurde eine Multi-Lagen-Struktur, die aus alternierenden Schichten von InGaAs und InAlAs besteht. Mit einer Verweilzeit von lediglich 3 ms (gesamte Messzeit 13 s) und einem Strahlstrom von 33 pA war es möglich, eine Variation in der In-Zusammensetzung einer einzelnen Atomsäule der InGaAs-Struktur nachzuweisen. Das Fehlen von In ist am fehlenden Blau in der rechten unteren Ecke des In-Verteilungsbildes zu erkennen, es verursacht auch die niedrigere Intensität der InGa-Säule im gezeigten HAADF-Linienprofil.

HAADF-Bild und -Intensität des Linienprofils einer InGaAS-Halbleiterstruktur
Elementverteilungsbilder und Spektrum einer InGaAs-Halbleiterstruktur