Мониторинг конструкторско-технологических параметров полупроводниковых гетероструктур с использованием цифровой обработки изображений их поверхности

• Автор: Номан Мустафа Абдулла Али
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Владимир
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава I. Современное состояние диагностики полупроводниковых материалов изделий фотоники и оптоэлектроники и цифровой обработки изображений их поверхности

1.1.Методика мониторинга конструкторско-технологических параметров..

1.2. Проблемы исследования наноструктурированных полупроводников GaAs

1.3. Матрица лазерных диодов ЛЛД-

1.4. Методы исследования полупроводниковых гетероструктур

1.5. Методы и технологии получения гетероструктур

1.6. Методы цифровой обработки изображений

1.7. Выводы по первой главе

Глава И. РЭМ-изображения гетероструктур изделий фотоники и оптоэлектроники

2.1. Основные источники сигналов для формирования изображений в РЭМ
2.2. Формирование контраста в растровом электронном микроскопе
2.3. Формирование и калибровка изображения в РЭМ
2.4. РЭМ-изображения, полученные на микроскопе Quanta 200 3D
2.5. Выводы по второй главе
Глава III. Методика цифровой обработки РЭМ-изображений для определения конструкторско-технологических параметров изделий РТУ
3.1. Использование комплекса дифференцирующих масок для классификации изображений, полученных методами электронной микроскопии
3.2. Методы обработки РЭМ-изображений
3.2.1.Исследование текстурной информативности изображения
3.2.2. Текстурный подход на основе базиса Фрея-Чена
3.2.3. Выявление структуры изображения поблочным анализом

3.2.4. Применение частотной коррекции
3.3. Автоматизированный анализ электронного изображения полупроводниковой гетероструктуры
3.3.1 Постановка задачи в терминах предметной области
3.3.2 Постановка задачи в терминах методологической области
3.3.3. Решение базовой задачи. Сбор информации с изображения
3.3.4 Определение центра яркостной полосы
3.3.5 Определение границ полосы
3.3.6 Анализ изображения после выявления структуры
3.3.7. Решение общей задачи разного типа
3.4. Выводы по третьей главе
Глава IV. Спектральный анализ оптических сигналов комбинационного рассеяния полупроводниковых гетероструктур и цифровая обработка изображений зондовой микроскопии
4.1. Сканирующая зондовая микроскопия
4.1.1. Получение изображений с помощью зондовой микроскопии
4.1.2. СЗМ-изображения, полученные на №е^а Аига
4.2. Спектроскопия комбинационного рассеяния света
4.2.1. Оптический сигнал при комбинационном рассеянии света
4.2.2. Получение спектров комбинационного рассеяния
4.2.3. Спектральный анализ оптических сигналов комбинационного рассеяния
4.3. Обобщение методики мониторинга
4.3. Выводы по четвертой главе
Основные результаты и выводы
Список использованной литературы
Приложение
Список сокращений
(РТУ)- Радиотехническое устройство
(РЭМ) - Сканирующая (растровая) электронная микроскопия
(ACM) - Атомно-силовая микроскопия
(СЗМ) - Сканирующая зондовая микроскопия
(СКР) - Спектроскопии комбинационного рассеяния
(КР)~ Комбинационное рассеяние
(ДГС)- Двойная гетероструктура
(МЛЭ) - Молекулярно-лучевая эпитаксия
(ИЛИ) - Импульсное лазерное напыление
(ФИП) - Фокусированный ионный пучок
(СТМ) - Сканирующий туннельный микроскоп
(TERS) - Tip-Enhanced Raman Spectroscopy
(ГКР) - Гигантское комбинационное рассеяние

Глава II. РЭМ-ИЗОБРАЖЕНИЯ ГЕТЕРОСТРУКТУР ИЗДЕЛИЙ ФОТОНИКИ И ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ
Электронная микроскопия на сегодняшний день является одним из самых распространенных методов исследования поверхности материалов. Использование в качестве зонда остросфокусированный пучок электронов или ионов, предполагает минимальный размер области воздействия на образец, что в сочетании со сканированием по поверхности позволяет получить изображение объекта с высоким пространственным разрешением [88]. При определенных значениях тока и энергии сфокусированного пучка электронов, исследуемый объект не претерпевает каких-либо физикохимических или структурных изменений, поэтому данный вид исследований можно отнести к неразрушающим методам мониторинга конструкторско-технологических параметров. Фокусируемый ионный пучок в качестве зонда, может применяться не только для локального анализа, но и для напыления и травления материала [52,90].
Растровый электронный микроскоп - высокотехнологичная установка, предназначенная для получения изображения исследуемого образца с высоким (до 0,4 нм) пространственным разрешением, а также, при использовании дополнительных приставок, информации о химическом составе, строении и других свойствах поверхности материала [27,42].
2.1. Основные источники сигналов для формирования изображений в

Инструментом работы электронного микроскопа является сфокусированный пучок заряженных частиц. С помощью отклоняющих систем и сканирующих катушек электронный луч, сфокусированный с помощью электронной (объектной) линзы в пятно, проходит по параллельным линиям, отстоящих друга от друга на диаметр пятна [58].