Onderzoekers van het Amerikaanse standaardisatie-instituut NIST (National Institute of Standards and Technology) hebben een meetapparaat ontwikkeld waarmee de verdeling van ladingsdragers in halfgeleiders zichtbaar kan worden gemaakt. Deze ontwikkeling, waarmee op nanoschaal metingen kunnen worden verricht, is van groot belang voor bijvoorbeeld fabrikanten van microchips, die hiermee het P/N-overgangsprofiel in de transistoren van geheugenchips kunnen bepalen.

 

De nieuwe ‘near-field scanning microwave microscope’ (NSMM) bestaat uit een scanning-probe-microscoop waarbij aan de meetpunt een microgolfsignaal wordt toegevoerd. Het door de meetpunt uitgezonden signaal wordt door het onderzochte materiaal gereflecteerd en door de meetpunt weer opgevangen.  Tijdens het scannen van het materiaal ontstaan wijzigingen  in frequentie en amplitude van het microgolfsignaal die afhankelijk zijn van materiaaleigenschappen als permeabiliteit, permittiviteit, oppervlakteweerstand, diëlektrische constante en impedantie. Hieruit kan de fysieke samenstelling van het onderzochte materiaal worden bepaald. De microscoop is in staat om afbeeldingen te maken van gebieden tot 100 µm onder het materiaaloppervlak. Door de frequentie van het microgolfsignaal te varieren kunnen de prestaties van halfgeleiders bij verschillende frequenties nauwkeurig worden bepaald.

 

Foto: NIST/PML