4th Condition
Testing und Analysefähigkeiten
4th Condition
Technikum – Filderstadt
Zur Weiterentwicklung und Verbesserung unserer Beschichtungs- und Oberflächenveredelungsverfahren verfügen wir über ein breites Spektrum an Mess- und Analyseinstrumenten, darunter:
- ESCA (Elektronenspektroskopie für die chemische Analyse),
- XPS (Röntgen-Photoelektronenspektroskopie)
- SIMS (Sekundärionen-Massenspektrometrie) kombiniert
ein Rasterelektronenmikroskop mit EDX-Detektor (energiedispersive Röntgenspektroskopie) - 3D-Profilometer
- Raman-Spektroskopie
- UV-VIS-IR-Spektroskop
- AFM (Atomkraftmikroskop)
- Zyklische Voltammetrie
Mehr über Chemische Analysen
Darüber hinaus verfügen wir über ein kleines Labor für chemische Analysen. Dadurch können wir die meisten im Entwicklungsprozess notwendigen Messungen und Analysen direkt im eigenen Haus durchführen.
Analytik
Photoelektronen-Spektometrie
Ein XPS-Spektrum entsteht dadurch, dass die Röntgenphotonen Elektronen aus verschiedenen Schalen der Oberflächenatome herausschlagen. Elektronen aus tieferen Schalen müssen eine höhere Bindungsenergie überwinden als Elektronen aus weiter außen liegenden Schalen. Das entstehende Bindungsenergiespektrum ist für jedes chemische Element charakteristisch.
Sind die Atome chemisch gebunden, so beeinflusst dies die Bindungsenergieverhältnisse, was sich oft in einer deutlich messbaren Verschiebung der Peaks im Energiespektrum äußert (sog. “chemical shifts”).
Sekundärionen-Massenspektrometrie
Die Sekundärionenmassenspektrometrie (SIMS) ermöglicht die lokal aufgelöste Messung der Zusammensetzung einer Materialprobe. Dabei wird die Probe mit energiereichen Ionen beschossen, die dadurch Teilchen aus der Probe herausschlagen. Etwa 10% dieser Teilchen sind ionisiert und können mit einem Massenspektrometer analysiert werden. Das Sekundärionen-Massenspektrometer arbeitet mit einer Ar-Ionenquelle und einem Quadrupol-Massenspektrometer.
Im Gegensatz zu der Photoelektronenspektrometrie bietet die SIMS eine deutliche höhere Empfindlichkeit, mit der sich z.B. auch noch die Bor-Atome eines Bor-dotierten Halbleiter-Wafers nachweisen lassen. Allerdings hängt die Anzahl der aus einer Probe herausgeschlagenen Sekundärionen sehr stark vom jeweiligen chemischen Element und der Zusammensetzung der Probe ab, so dass sich die Signalhöhen für verschiedene Elemente um mehrere Größenordnungen unterscheiden können. Eine quantitative Analyse ist daher nur durch einen Vergleich mit standardisierten Referenzproben möglich.
Raman-
Spektroskopie
Bei der inelastischen Streuung findet ein Energieübertrag zwischen einem eingestrahlten Photon und dem bestrahlten Objekt (Atom, Molekül, oder Kristall) statt, indem im Objekt eine Rotation, oder Schwingung angeregt wird. Dieser Energieübertrag führt zu einer Frequenzverschiebung des Photons. (Stokes-Streuung)
Wird die Probe nun mit einem Laser mit monochromatischem Licht (also Licht einer klar definierten Wellenlänge) bestrahlt, lassen sich aus dem Spektrum des reflektierten Lichts Rückschlüsse auf verschiedene Eigenschaften der Probe ziehen, wie z.B. Kristallinität, Kristallorientierung, Materialzusammensetzung, Verspannung, Temperatur und Dotierung.
Somit ist die Raman-Spektroskopie während der Entwicklung von Beschichtungsprozessen ein wichtiges Werkzeug zur Charakterisierung der abgeschiedenen Schichten.
Insbesondere bei der Charakterisierung von Silizium-Schichten für die Photovoltaik wird die Raman-Spektroskopie erfolgreich eingesetzt.
