近日，深圳平湖实验室分析检测中心“基于 4D-STEM 技术解决微观尺度下局域电性表征”的技术，攻克了第三代半导体材料原子尺度电学性能表征核心技术瓶颈，形成多项“人无我有”的关键突破。相关成果已在Nanoscale期刊发表，且具备对外技术服务能力，为 GaN 基器件异质结优化、二维电子气调控及器件失效分析提供关键技术支撑，填补了国内该领域高端检测服务空白。 GaN 作为第三代半导体核心材料，其微观尺度下的电场分布、电势变化及二维电子气浓度直接决定器件开关速度、耐压性能与可靠性。传统表征技术中，C-V, Hall等电学或光谱测量方法仅能得到近微观或统计性结果，难以实现亚纳米级的电场或2DEG表征。4D-STEM 技术凭借其亚埃级空间分辨率与多维信息采集能力，成为解决微观局域电性表征难题的核心手段，但行业内除设备厂家外，具备自主数据处理能力及对外测试服务资质的机构极少。  深圳平湖实验室分析检测中心基于 4D-STEM 技术开展系统性研究，包括建立数据处理体系；完善微观电磁场表征能力；实现了原子级Ga...

近日，深圳平湖实验室“SiC 栅氧表征能力建设”攻克了宽禁带半导体 SiC 栅氧表征领域多项技术瓶颈，建立行业稀缺的全套 SiC 栅氧系统表征方案，相关成果已应用于SiC功率器件的分析测试表征并产生实质性效益，为 SiC 功率器件栅氧工艺优化、界面性能提升及失效分析提供全方位的高端技术支撑，助力我国 SiC 产业链自主可控升级。 SiC 作为第三代半导体核心材料，其栅氧层质量与界面特性直接决定功率器件的击穿电压、阈值稳定性及长期可靠性，是制约 SiC 器件产业化落地的关键环节。当前行业对于 MOSCAP CV 测试数据与理论模型的契合度、SiC 栅氧界面过渡区厚度的明确界定、界面元素富集与价态的精准分析能力等方面存在明确需求，亟需一套系统的 SiC 栅氧表征方案，以进一步提升器件研发效率与工艺迭代进度。深圳平湖实验室聚焦行业核心痛点，开展针对性技术攻关，实现多项核心能力突破，为关键检测技术再添利器。 深圳平湖实验室分析检测技术方法开发聚焦半导体工艺中的实际测试需求，基于CV和STEM-EELS开展针对性研究，...

由深圳平湖实验室分析检测中心田佳民博士参与合作的“Molecular-Dipole Oriented Universal Growth of Conjugated Polymers into Semiconducting Single-Crystal Thin Films ”文章在顶级期刊《Nature Communications》上发表。 由于共轭聚合物分子结构复杂、链构象扭曲且结晶动力学失衡，其单晶薄膜的制备面临巨大挑战。本文提出一种通用的纳米受限分子偶极子取向（nano-CMDO）策略，用于共轭聚合物的精准组装以制备单晶薄膜。借助精心设计的空间 - 静电纳米受限电容器，分子偶极子在垂直电场作用下驱动共轭主链旋转，同时烷基修饰的平行板调控侧链排列。 高分辨透射电子显微镜（HRTEM）的晶格条纹分析验证了不同共轭聚合物单晶的晶体结构与堆垛特性。对于PBTTT，HRTEM 观察到 0.35nm 的晶格条纹，对应其正交晶格的 π-π 堆叠间距，证实 nano-CMDO 策略成功诱导噻吩-噻吩并噻吩环形成共平面排列；对于 p 型给体-受体共聚物 DPPT-TT，优化条件下制备的单晶薄膜，HRTEM 显示其 π-π 堆叠间距为 0....

近日，深圳平湖实验室分析检测中心已成功构建“无损快速的Raman测量SiC微区载流子浓度”能力。该技术攻克LO声子-等离子体耦合（LOPC）精准利用、干扰排除等行业技术瓶颈，建立了完整的4H-SiC载流子浓度非破坏性测量体系。相关成果已在IFWS&SSL CHINA 2025会议上发表，为第三代半导体检测领域提供更高效的解决方案。 在第三代半导体产业加速发展的今天，4H-SiC作为核心材料，其载流子浓度的精准测量直接决定器件电学性能与可靠性。传统检测方法或需复杂制样、损伤样品，或测试范围受限、效率低下，难以满足高端器件研发与量产监控的核心需求。深圳平湖实验室针对这一痛点提供了基于Raman的无损、高效、低成本微区检测解决方案。 无损检测，全程守护高价值样品：无需裂片、制备电极或金属接触，完美适配前端工艺要求，避免样品损伤风险。对于高压、超压厚外延等高价值样品，检测后可继续用于后续工艺，大幅降低研发与生产成本。 超微尺度，精准捕捉微观差异：最小测试面积低至1μm2，空间分辨率可达0.6μm。能清晰分辨超结...

近日，深圳平湖实验室标志性竞争力项目“建立Quad-SIMS测量GaN外延中元素浓度的方法”顺利通过内部验收，攻克了第三代半导体材料表征关键技术难题，相关成果已实现对外技术交付，为GaN外延工艺优化与器件性能提升提供核心技术支撑。 氮化镓作为战略性半导体材料，其器件外延工艺的精准调控至关重要。外延层中碳、镁、铝等元素浓度直接决定器件耐压性能与阈值电压等关键参数。动态SIMS（包括磁质谱SIMS和四级杆SIMS）可以准确表征氮化镓外延材料里的掺杂和杂质，技术门槛相对较高，同时核心方法关联器件性能调控关键数据，行业多作保密处理，导致几乎没有对外公开技术案例。深圳平湖实验室分析检测中心SIMS技术攻关团队在无业界技术参考、无原厂商有效建议的条件下，以试错精神，经20点测试，针对工艺优化衍生的测试需求提出多种原创性解决方案，从无到有，建GaN 表征流程，实现标志性竞争力突破。 本次突破聚焦半导体工艺中的实际测试需求，基于四极杆 SIMS 开展针对性研究，包括降低GaN中C元素的检出限、采用铯（Cs）负...

晶体中存在的晶体缺陷或界面晶格失配等会导致材料残余应变/应力的产生，表征材料应变对理解其性质至关重要。对于半导体材料器件领域，应变应力分析存在众多应用场景，如先进制程中的应变硅技术、离子注入引起的应变、绝缘沟槽边缘应变、外延膜层晶格失配应变、氮化镓高电子迁移率器件（GaN-HEMT）异质结界面应变⋯等等。 一般基于透射电子显微镜（TEM）的应变表征技术，如纳米束电子衍射（NBED）、旋进电子衍射（PED）等可以达到纳米级的高空间分辨率[1]。然而，上述技术对原子尺度的应变表征分析存在困难，并且数据采集和分析过程较长。对于原子尺度微观应变场景，基于透射电镜高分辨像/原子像（HR(S)TEM）的几何相位分析（Geometric Phase Analysis, GPA）[2] 是一种最快速的测量方法；并且其作为一种基于傅里叶变换的倒空间分析技术，相较于实空间分析对噪声具有更强的鲁棒性，这使其成为一种用于快速简便进行微观应变分析的工具。   一般的透射电镜高分辨像/原子像（HR(S)TEM）即可以用作GPA应变分析。然而，为提高分析...

  随着电子技术的不断演进，半导体材料及器件对高精度表征的需求愈发迫切，但传统手段如SIMS和SEM难以获取纳米尺度的掺杂分布信息。扫描电容显微镜（SCM）将原子力显微镜（AFM）与电容测量相结合，精准呈现样品表面局部掺杂分布与失效点位，为器件设计优化、工艺改进及可靠性评估提供了关键技术支撑[1-2]。     a)    本方案涉及的机台为原子力显微镜AFM（Park NX20），通过在导电探针和样品之间施加电场来测量半导体表面电容的空间变化。b)    可获取的信息：掺杂类型、掺杂分布及尺寸、失效点位。c)    样品处理：截面样品需要研磨，top view样品需要去除顶部结构层。d)    优势：相较于SIMS、SRP技术，SCM不受掺杂元素和深度的制约并能提供纳米尺度的二维空间分布图像；相较于SEM技术，SCM对载流子浓度的分辨率更高。     在高功率器件中，离子注入异常会造成耐压的降低/反向漏电流的增加（IDSS过高）、阈值电压的漂移、导通电阻异常等。因此，离子注入的...

氮化镓(GaN)外延结构复杂，包含缓冲层，超晶格层，钝化层，势垒层等等，这些层的厚度和掺杂会影响外延的质量和器件的性能，比如超晶格层的结晶度和周期的厚度影响位错密度，而势垒层的厚度影响阈值电压和导通电阻。因此工艺研发需要合适的表征手段来监控GaN外延质量，并提出以下需求 a)能够表征不同外延层的厚度/结晶度/掺杂； b)无损/快速/低成本，可以应用于生产线上； c)能够测量晶圆不同位置数据(mapping)，获得均匀性指标；TEM可以直观且准确的完成需求a，但是b和c无法满足，业界一般需要使用高分辨X射线衍射仪(HRXRD) 来满足这些需求，因此需要建立完整的表征方案。   本方案使用的机台为X射线衍射仪XRD (Bruker JV-DX)，可以获得： a)    AlGaN 势垒层的厚度； b)    超晶格[AlN/AlGaN] 周期的厚度； c)    AlGaN层Al组分的掺杂。   图1显示了使用X射线反射谱(XRR)，测量GaN晶圆上不同位置表面AlGaN 势垒层厚度的原始数据和计算结果，经过透射电镜标定，可以测量出0.2nm的...