Hintergrund
Zur Untersuchung von Materialien und elektronischen Bauteilen im Nanometerbereich, wie sie in Halbleitertechnologien vorkommen, wird bevorzugt auf die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) zurückgegriffen. Die Elektronenholographie stellt eine Erweiterung davon dar, die eine Messung elektronischer und magnetischer Feldstärken mit derselben Ortsauflösung im TEM zu ermöglichen. Gängigen elektronischen Messverfahren, wie der Oszillographie, fehlt diese Möglichkeit zur Ortsauflösung, da sie nur abgeschlossene elektronische Systeme untersucht.
Technische Beschreibung
Das hier vorgestellte Verfahren ermöglicht die Messung elektronischer Prozesse mit hoher Ortsauflösung. Durch die Kombination einer zeitaufgelösten elektronen-holographischen Auswertung der Phase können Rückschlüsse auf das dynamische Verhalten von Nanobauteilen und deren Ursachen, wie beispielsweise vorliegende Kapazitäten, getroffen werden. Eventuell auftretende Randeffekte, wie Oberflächen- oder Grenzflächeneffekte können durch die ortsabhängige Messwertbildung simultan untersucht werden.
Anwendungsmöglichkeiten
Untersuchung dynamischer Prozesse in Halbleiterstrukturen (Schaltvorgänge von Transistoren in Computerchips), Untersuchung von Nanostrukturen (2D-Materialien, Nanotubes, Nanowires)
Abbildung: Änderung der gemessenen Phasensteigung an einem bestimmten Ort des Bauteils. Exemplarisch die am Bauteil anliegende Wechselspannung mit einer Frequenz von 1 MHz (blau), das Signal bei 3 MHz ist nicht dargestellt. (© TU Berlin)
