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    濱松成功開發出基于ODPL測量法的晶體性能測試設備,實現GaN晶體性能定量分析
    發布時間:2021-07-07

    濱松公司利用自身獨有的光檢測技術、光學設計技術和信息處理技術,成功開發出利用全向光致發光(Omnidirectional Photoluminescence,以下簡稱ODPL)測量法的晶體性能測試設備“ODPL 測量設備 C15993-01”。該產品實現了氮化鎵(以下簡稱GaN)晶體性能的定量評估,而GaN作為新一代功率半導體晶體材料備受關注,因此期待該設備在提升GaN的質量研發效率方面上發揮作用。


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    ODPL測量設備 C15993-01


    該產品將于8月2日(星期一)開始向國內外大學和半導體襯底廠家等研究人員進行銷售。此外,也準備在7月14日(星期三)舉辦的功率和化合物半導體在線活動“SEMI伙伴搜索-For Power&Compound”上進行推介。


    關于ODPL測量法:

    ODPL測量法是一種可以對GaN為代表的化合物半導體晶體中結構缺陷以及雜質有無等進行量化,并進行精準評估的方法。


    以往是利用光致發光(Photoluminescence,以下簡稱PL ※1),憑借GaN晶體單向發出的PL強度和波長等信息來評估晶體的性能。PL法雖可以實現無接觸,無損以及高速的質量評估,但探測器的位置、角度以及給與晶體的激發光等因素都有可能影響最后的測量結果,存在重復性低和定量性低的問題。


    對此,濱松公司與東北大學多元物質科學研究所的小島一信副教授和秩父重英教授的科研團隊在2016年,利用積分球(※2)對GaN晶體全向釋放的PL強度實現了高再現性的測量,并利用獨特的計算方法,由測量結果算出材料的內部量子效率(Internal Quantum Efficiency,以下簡稱IQE※3)。隨后,我們以GaN晶體的IQE為指標,確立了可對晶體性能進行定量評估的ODPL測量法。

    ※1 PL: 對半導體材料照射能量高于其吸收帶寬的光,由此產生的電子和空穴再次結合,并返回到原始狀態時發出的光。

    ※2積分球: 內壁涂有高反射率材料的中空球體。對積分球內反射的光進行空間積分,可以求得球 體內光源所發出的整個光通量。

    ※3 IQE: 被材料吸收的能量中被轉化為光子的比率。


    產品概述:

    本產品是利用ODPL測量法來評估GaN晶體性能的設備。


    濱松公司一直在開發,生產和銷售基于發光材料PL的發光效率等檢測設備。此次利用長年積累的光學探測技術和光學設計技術,利用積分球精確測量GaN晶體全向發射PL強度的同時,通過獨自的信息處理技術,根據測量結果自動計算IQE,成功開發出一款能對GaN晶體進行定量評估的ODPL測量設備。進而,優化光學元件結構,對積分球、光譜儀和光學系進行緊湊布局,同時新開發了滑動式樣品支架,使晶體安裝更加簡單方便。


    通過ODPL測量法對GaN晶體性能的定量評價,期待本設備在提升GaN產品質量的研發效率方面發揮作用。


    隨著本設備的銷售,我們進一步推動作為GaN晶體質量評估方法,對ODPL測量法進行行業標準化。此外,針對將來的批量生產線上進行有效的質量檢查,我們正在開發適用于大尺寸GaN晶圓的測量設備。


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    ODPL測量示意圖

    產品特點:

    1、實現了GaN晶體性能的定量評估

    濱松公司和東北大學多元物質科學研究所小島一信副教授和秩父重英教授的科研團隊聯合開發了ODPL測量法,它通過積分球測量和獨自的計算方法得出GaN晶體的IQE,對結構缺陷和雜質有無等質量問題進行量化來實現精準評估。此次,濱松公司利用長年培育的光學檢測技術、光學設計技術和信息處理技術,成功開發了基于ODPL測量法,能對GaN晶體性能進行定量評估的測量設備。


    2、結構緊湊,易于檢測

    優化各光學元件結構,實現了積分球,光譜儀和光學系統的緊湊布局,同時新開發了滑動式樣品支架,使晶體的設置變得更為簡單,方便測量工作。 研發背景 在電動汽車為首的新能源汽車、鐵路以及電子設備等領域,功率半導體器件因能夠有效控制器件的功率而比較于普通半導體器件而需求愈加旺盛。近年來,能實現小型化和高速化的GaN晶體,作為下一代功率半導體材料備受關注,但傳統的方法無法對其質量進行定量評估。因此我們利用ODPL測量法,開發了可對GaN晶體質量進行定量評估的晶體性能測試設備。


    主要規格:

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