與掃描探測顯微鏡的電子描述特性

應用包括，但是沒有被限制對，對半導體和數據存儲設備的故障分析，二維承運人描出半導體設備和電介質、金屬，聚合物、有機物和半導體影片的傳導性研究。 此應用註解較詳細地討論技術和一些這些許多應用。

CAFM 是映射變化的強大的當前測量技術在電導率材料上 (圖 3)。 CAFM 可以適用於與媒體傳導性 (對 1ìA 的 1pA 的材料)。 CAFM 應用程序模塊在想像或分光學模式可以被管理。 在想像模式下，電流的圖像得到，而在這個分光學裡模式一可能收集當前電壓 (IV) 或當前強制 (I-Z) 光譜。

圖 3. CAFM 圖像映射 HfO 傳導性₂作為存款 (離開) 并且之後鍛煉在 700°C (中間) 和 800°C (正確)。 這些映射准許形象化和定量弱點的範圍和配電器在電介質的。 暗色通過這個技巧意味更加高電流，指示更高的傳導性和因而弱點在電介質。 弱點湧現并且激增在燜火，更多在高鍛煉溫度。 500nm 瀏覽禮貌茉莉屬 Petry， IMEC，比利時。

在想像模式下，電子導電性探測在聯繫模式下瀏覽在範例表面，當反饋環路保留這個懸臂式常數的偏折，當這個範例的局部高度被評定時。 在掃描期間，這個用戶能適用在這個技巧和這個範例之間的 DC 偏心。 一個低噪聲線性電流放大器感覺發生的當前穿過這個範例，當地勢圖像同時得到 (參見圖 2)。 被觀察的當前可以使用作為評定為範例的局部傳導性或電子完整性在研究下的。

除想像模式之外， CAFM 也評定局部當前電壓 (IV) 或當前強制 (I-Z) 使用分光學模式，光譜。 為了得到 IV 光譜，想像掃描被停下來，并且這個技巧在固定位置被暫掛，當範例偏心上上下下時狂跳亂撞。 發生的當前通過這個範例被密謀與應用的偏心 (圖 3a)。 用戶可選的參數包括起始時間并且結束舷梯、舷梯方向、舷梯費率和延時的電壓各自的舷梯之間。 這個軟件可能記錄一個光譜或平均數在多個光譜。 對於有些評定，限制當前穿過這個範例是理想的。 在這種情況下，這個軟件提供這個用戶以 「觸發器」選項，終止電壓舷梯，當這個用戶所選的當前值被到達。 為了得到 I-Z 光譜，範例偏心是被保留的常數，而掃描程序被移動這個 Z 方向，相似與強制位移的評定彎曲。 發生的當前通過這個範例被密謀與掃描程序的 Z 位置。 再次，幾個參數允許這個用戶執行和控制特定 I-Z ramping 實驗。

圖 3a。 CAFM 分光學： 當前與與在弱點確定的 AFM 技巧的電壓 (iv) 劇情薄膜 (HfO₂)。 (從不同的地點的平均數) 请顯示背景損失當前丟棄與燜火和平均當前在鍛煉被增加的特定電壓，與增量燜火溫度以後。

I-Z 光譜在表 4. 被顯示。 作為應用的強制功能，這裡 CAFM 模塊用於學習在一個導電性聚合物範例的當前或者懸臂式偏折。 電流，感覺由 CAFM 模塊，被監控，當執行一個標準強制位移 ramping 循環時。 這個當前光譜顯示變化的詳細資料在傳導性上的點聯絡的，當探測聯繫與這個範例的聯絡，并且增加強制。

圖 4. 強制位移 (頂層) 和 I-Z 光譜 (底層) 同時評定了與 CAFM 模塊。

CAFM 在許多可以適用對各種各樣的材料的分析的研究和製造區。 它可能也用於局限化和在半導體和數據存儲設備的圖像電子缺陷。 另外，可以適用 CAFM 分析導電性聚合物和其他材料與不均勻的傳導性，例如 semimetals、半導體材料、導電性有機材料， nanotubes 和其他。

金槍魚評定在低傳導性範例的極端底的當前。 當這個技巧在聯繫模式下，瀏覽範例與 CAFM， DC 偏心是應用的在這個範例和導電性技巧之間。 有範圍的一個線性電流放大器的 60 fA 對 120 pA 感覺發生的當前穿過這個範例。 這樣，範例的地勢和當前同時被評定，啟用一個範例地點的正相關有其電子屬性的。 金槍魚模塊 (typ 的噪聲級。 50 fA) 允許一進行非常敏感當前評定。 另外，金槍魚模塊也允許當前電壓光譜的局部評定在這個範例的。

金槍魚技術為稀薄的電介質影片的評估是特別有用的例如門氧化物 (經常 SiO₂) 在晶體管。 在金槍魚，當前挖洞從技巧通過電介質影片嚴格依靠膠片厚度、損失路徑 (可能造成由缺陷) 和充電陷井。 所有這些可能極大影響屬性和全部的影片的完整性，因而減弱一個整個設備的性能。

金槍魚可以被應用在許多研究或製造區和在各種各樣的材料。 它可以用於學習稀薄的電介質影片的厚度均一或界面坎坷，例如門氧化物。 可能也適用它局限化和在半導體或數據存儲設備的圖像電子缺陷。 另外，金槍魚可以為導電性聚合物或有機物的研究和其他低導電性材料使用 (例如 semimetals、半導體材料等等)。 一些典型的示例在按照部分提供。

其中一個最過分要求的步驟在半導體設備中製造是門電介質。 稀薄的電介質影片 (經常 SiO₂或高的 k 電介質) 使用作為門氧化物在場效應晶體管和作為挖洞氧化物和電介質為像動態隨機存儲器和電子 (DRAM)可拭擦和可編程序只讀存儲器 (EEPROM) 設備的內存電容器。 結構上和電子同類的氧化物是主要重要為了符合可靠性和門的長期穩定性的需求和挖洞氧化物。 否則，降低和細分導致早設備故障。 氧化物厚度的差異在埃範圍的可能有對晶體管和存儲設備的電子工作情況的大影響。 越來越少的氧化物厚度此問題變得更加嚴重。 表面和界面坎坷導致增長的氧化物領域并且提高挖洞，導致齋戒降低和限制氧化物的比例縮放金屬氧化物半導體設備的損失當前和 (MOS)捕野禽者Nordheim。

常規評定技術宏觀當前電壓 (IV) 和電容電壓 (C-V)分光學、放射顯微學 (EM)和傳輸電子 (TEM)為找出和評定程度顯微學是不適於的氧化物變薄。 這些方法缺乏仅必需的解決方法或評定結構上的 (不電子) 信息。 另一方面金槍魚，提供要求的空間分辨率和區分映射稀薄的電介質影片的有效厚度差異。 偏壓，適用在範例和探測之間，提升嚴格取決於局部電子屬性，即，這種氧化物的有效電子厚度的挖洞當前 (因此挖洞 AFM) 的名字。 導電性探測，氧化膜在調查中和半導體基體表單一個局部 MOS 結構。 通常，當前 (經常捕野禽者Nordheim) 按指數規律地增加與在膠片厚度上的一個線性變化，因而提供一個非常敏感技術給監控程序厚度差異。

圖 5 顯示一系列的金槍魚當前圖像被採取在僅有的表面的不同的偏壓氧化膜。 一可能明顯地觀察在當前的增量在增加偏壓。 這個當前數據被採取在最高的電壓 (9V) 在瀏覽的區顯示局限化的高電流地點，指示電子細分氧化膜在這些地點。

在 5nm 厚實的 SiO 門氧化物的圖 5. 金槍魚當前₂評定從左到右被採取在增長的範例偏壓： (頂層) 6V、 7V， (底層) 8V 和 9V。 0.5ìm 掃描。

專門化的軟件在範例表面的一個唯一地點也允許 IV 光譜的評定。 圖 6 顯示在 5nm 厚實的門氧化物評定的一個典型的 IV 光譜，得到通過 ramping 偏壓從 0V 到 2V。 這個光譜顯示當前的指數依賴性對應用的偏壓。 金槍魚可能也被使用監控稀薄的電介質影片或氧化物弱點和多相性。 在表面的結構上的缺陷，以及結構上和電子多相性在這種氧化物 (即， SiO) 內₂和在對這個基體 (即， Si) 的界面，可以調查。

在 5nm 厚實的門氧化物的圖 6. IV 被採取的光譜。 這個光譜被記錄了，當從開始 ramping 偏心電壓 (0V) 時對轉接結尾的電壓 (2V)，然後回到。

圖 7 顯示地勢和同時獲得的挖洞當前圖像 (在恆定的範例偏心) 在從域氧化物的轉移與 40nm 厚實的門氧化物。 地勢圖像顯示 (從左到右) 門氧化物、界面區和域氧化物。 在二個地區之間的邊緣增加的捕野禽者Nordheim 挖洞當前被評定。 這在生產域氧化物時指示局部結構上變薄門氧化物，擔當在相鄰有效的地區之間的一绝緣的區。

圖 7. 地勢 () 和同時獲得的挖洞當前圖像 (正確) 在從域氧化物的轉移與 40nm 濃厚給氧化物裝門。 在這個轉移增加挖洞當前，指示變薄氧化硅。 1ìm 掃描， 0.5 pA 當前縮放比例。 鏡像 A. Olbrich， Infineon，慕尼黑，德國。

在表 8，地勢和一種 8.5nm 厚實的隧道氧化物的挖洞當前圖像 EEPROM 設備的被顯示。 隧道氧化物 (SiO₂) 由對左右的一種更加厚實的域氧化物放入。 這個數據得到了在 10V 範例偏心。 而域氧化物太厚實的以至於不能顯示所有可測量的當前在特定範例偏心，隧道氧化物在電流密度顯示多相性，指示在有效氧化物厚度上的變化。

圖 8. 8.5nm 的地勢 () 和挖洞 (正確的) 當前圖像濃厚挖洞氧化物 (SiO₂) 被評定在 10V 範例偏心。 2ìm 掃描， 200 个 fA 當前縮放比例。 鏡像 A. Olbrich， Infineon，慕尼黑，德國。

作為對傳統固定存儲器設備的替代，磁性隨機存取存儲器 (MRAMs)調查并且被開發。 MRAMs 運行基於挖洞磁阻的 (TMR)作用，并且他們的主要部分是金屬裝绝緣體工金屬 (MIM)隧道連接點。 這些結構的成功的運算要求一個化工同類的 (免於雜質) 绝緣的障礙，以及障礙厚度的最小的波動。 所以空間解決隧道障礙和與宏觀隧道磁致電阻涉及它是重要的。 當常規透射電鏡術 (TEM)和 X-射線光電子分光學 (XPS) 時研究在基本組織、表面界面結構和化學成分全球情報，這些技術提供關於隧道障礙質量的不完全信息在這個基本縮放比例，因為他們平均為在深度和表面。 迄今，金槍魚是允許這些影片局部電子屬性描述特性與非常高側向解決方法的唯一的方法。 圖 9 顯示地勢和挖洞 1.2nm 厚實的 Al O 層的當前₂圖像₃，借自己作為 MRAMs 的非常好裝绝緣體工由於其大帶隙 (大約 8 eV)。

在 1.2nm 氧化鋁 (在 0.14V 500nm 範例偏壓的 Al O) 影片的圖 9. 稀薄被採取的地勢 (₂₃) 和挖洞當前 (正確的) 圖像瀏覽， 5 pA 當前範圍。 數據禮貌 A. Olbrich， Infineon，慕尼黑，德國。

在有效電子厚度上的局部變化導致高的當前 - 至幾個數量級。 是顯而易見的經常，與增加的挖洞當前的區似乎對應與地形學地被舉起的功能。

金槍魚的一種重要應用是電子缺陷的本地化和確定在稀薄的電介質影片的。 在表 10，一部稀薄的 SiO₂影片埋置了與受控相當數量數量小點，可以被查看作為小的電子缺陷。 小的小點在金槍魚當前數據不能被觀察，當曾經標準 SPM 地勢，但是時明顯地出現。 當增加偏壓後從 1V 到 5V，更多小點出現於金槍魚當前圖像。 這可以與缺陷的範圍和缺陷有關的深度在這個頂面下的。 此示例說明使用金槍魚技術的可能性對圖像并且局限化表層下電子缺陷，以及評定缺陷範圍和密度。

圖 10. 金槍魚圖像順序得到的在一部 SiO₂影片以嵌入缺陷。 範例偏壓從左到右是： (頂層) 1V、 2V， (底層) 3V 和 5V。 1ìm 掃描， 1 個 pA 當前縮放比例。 抽樣禮貌 S. Madhukar， Motorola，奧斯汀，得克薩斯。

對金槍魚的不同的申請可以在用於資料保存行業的稀薄的電介質影片的描述特性找到。 瞄準改進磁阻的讀寫頭和光盤媒體的性能和 (MR)可靠性的一個持續工作成績。 對於防護腐蝕和穿戴，光盤和題頭用一部稀薄的绝緣的 DLC 影片通常塗。 金槍魚可以用於確定這些影片的質量。 當適用於偏心光盤或題頭時，挖洞當前是非常好的指示符損失路徑、小的多相性或者缺陷 (電子汙染物、變薄短路、的 DLC 等等) 在 DLC 塗層。

圖 11 顯示挖洞二個先生題頭的當前圖像有統一塗層的。 地勢圖像顯示先生題頭的小詳細資料，而金槍魚當前數據通過 DLC 影片查找并且顯示先生頂頭顯示的有缺陷的塗層的不同的 (金屬) 地區。 挖洞當前圖像在有缺陷的先生題頭的塗層明顯地顯示弱點。 金槍魚的應用在磁盤媒體的，報道用一部稀薄的 DLC 影片，在表 12 說明。 地形學和金槍魚當前數據為二個範例被顯示，與一個不同的 DLC 塗層厚度。 數據在與一部稀薄的 DLC 影片的一個光盤獲得的左圖像顯示。 金槍魚當前數據變化在大約 0 和 20 pA 之間并且顯示關聯以擦亮的臨時的嚴格的空間的差異在光盤。 數據在與輕微更加厚實的 DLC 塗層的一個光盤獲得的正確的圖像顯示。

圖 11. 挖洞當前掃描 (左) 在用一部稀薄的像鑽石般的碳影片報道的一個磁阻的讀寫頭 (DLC)評定了。 挖洞當前圖像 (正確) 的有有缺陷的 DLC 塗層的一個相似的題頭。 20ìm 掃描。 抽樣禮貌 T. 阿哈邁德，希捷，米尼亞波尼斯，明尼蘇達。

圖 12。 挖洞當前掃描在用一部稀薄 (左) 和輕微更加厚實的 (正確。) DLC 影片報道的二個磁盤媒體評定了。 0.5ìm 掃描， 20 pA 當前縮放比例。 抽樣禮貌 J. Leigh，希捷，佛瑞蒙，加利福尼亞。

平均數挖洞當前是低，與在膠片厚度上的變化相應。 並且，對表面形態學的相關性是較不顯著的。 此示例說明金槍魚技術如何可能順利地協助解決優選 DLC 影片的厚度、構成和處理條件。

另一個重要組應用的材料在 MEMS 和微電子學是壓電和鐵電的材料。 特別的好處是 BST (Ba_XSr_1-XTiO₃)，擔當在易失性記憶設備 (微量) 和 PZT (PbZr 鈦 O) 的_X高ε_1-X電介質₃，可能用於鐵電的存儲設備。 這些氧化物是多晶的，并且到目前為止微觀結構和他們的電子屬性之間的相關性不是好的瞭解的。 再次，金槍魚可以是要分析這些影片局部屬性的一個有用的技術。 改進的當前流沿晶界是顯而易見的，而較不當前被觀察在各自的穀物。 此工作情況可能，例如，解釋鐵電的電容器的不期望的損失當前製造與此種影片。

在 500nm 得到的金槍魚數據厚實的 BaTiO₃在表 13 分層堆積，被顯示。 更加高電流被觀察在一些晶界，以及沿著一些長行。 這些像精銳部隊的線路之一在這個當前圖像被顯示。 這些高損失測程儀線出現可能用在這部印象的影片的重點現象解釋。 此作用在金槍魚當前數據只被觀察。

圖 13。 一部稀薄的 BaTiO 鐵電的影片的地勢 () 和挖洞當前 (正確的)₃圖像。 2ìm 掃描， 2 pA 當前縮放比例。 抽樣禮貌 H. Ruda，多倫多大學，加拿大。

除以前被描述的無機材料之外，金槍魚也證明非常有用的為像導電性聚合物的有機材料。 在表顯示的這個數據 14 得到了使用低在 100nm 厚實的聚甲苯基 vinylene 層 (PPV) 的彈簧恆定的探測在 200nm 厚實的多苯胺 (PANI) 層頂部。 PPV 是一個輕放射的聚合物，是空轉轉換在實現載流子運輸的一塊導電性緩衝層 (PANI) 頂部。 此特殊範例有部分地剝落的 PPV 層在底下啟用 PANI 層的評定。 這個範例的 PPV 零件是輕微高和可視的在左邊在地勢圖像的。 這個對應的當前圖像明顯地顯示 PPV 的統一更低的傳導性與不同類的 PANI 緩衝層比較。

圖 14。 地勢 () 和 100nm PPV 的金槍魚當前 (正確的) 圖像在一塊導電性 PANI 層分層堆積。 範例偏壓是 -6V。 50ìm 掃描。 抽樣禮貌 C. 張， Uniax， Goleta，加利福尼亞。

第二個導電性聚合物示例，與更高的空間分辨率，在表 15 顯示。 CAFM 技術用於映射傳導性的空間的差異在銦罐子氧化物基體存款的一部稀薄的多analine 影片的。 此範例相對地高傳導性要求了使用 CAFM 模塊，而不是金槍魚模塊。 被觀察的當前變化在 0 和 200 pA 之間。 CAFM 圖像顯示用 PANI 包括的大面積的高傳導性和用 PANI 包括的更小，查出的地點的輕微更低的傳導性。 這個基體出現作為一個惡劣導電性區域。 被使用的低彈簧恆定的探測准許瀏覽在非常低聯絡強制，因此使這些相對地軟的範例減到最小變形或穿戴。

圖 15。 地勢 (頂層) 和一部多analine 影片的 CAFM 當前 (底部) 圖像在銦的裝罐氧化物基體。 2ìm x 1ìm 掃描， 200 pA 當前縮放比例。 抽樣禮貌 S. Rane，芝加哥大學，伊利諾伊。

半導體設備的繼續的小型化創建了傳統材料分析技術的一個嚴重的挑戰，例如二次離子質譜術 (SIMS)，擴展電阻描出 (SRP)和電容電壓 (C-V)評定。 當這些儀器的準確性、可靠性和被改進的功能為當前材料描述特性數據時提供這個基本類型，他們的一維限制、無能力評定子 0.1 mm 功能和有限描述特性保留節目增加了掃描探測技術的值。 SCM 是尋找其道路的其中一個第一個 SPM 技術到先進的半導體分析世界。 SCM 儀器在實際半導體設備的二維數可能顯示載流子濃度配置文件，以及這些配置文件關係重要設備結構。 此功能使 SCM 模塊有用在對半導體設備的發展、製造、測試和故障分析。

在 SCM，金屬化的探測形成有 (MIS)半導體範例的一臺金屬裝绝緣體工半導體電容器。 一 AC 偏壓應用在掃描聯絡 AFM 技巧和範例之間生成電容差異，使用千兆赫共振電容傳感器，被監控。 此系統小於 attofarads (<10 F) 證明是敏感的對差異^–18。 電容差異 (dC/dV) 是局部載流子濃度密度和類型的評定 (n 型或 p 型) 因此，并且可能為高分辨率二維承運人描出使用。

其中一種 SCM 的最重要的應用是二維承運人描出半導體設備結構。 硅和化合物半導體是巨大利益。 二維摻雜物描出是一高優先級的在半導體的國際技術模式，并且預計成為下一代設備製造的啟用的技術。 SCM 提供這個空間分辨率 (關於 10-20nm) 和力學範圍 (10-10 个¹⁵²⁰ atoms/cm³) 回答這些需要。

圖 16 顯示地勢 (離開) 和在從奔騰 II 處理器的一支 crosssectioned 晶體管同時得到的 SCM dC/dV (正確的) 圖像。 地勢顯示

與二個間隔號 (明亮的區) 的柵極區，但是不顯示承運人配置文件的詳細資料。 SCM dC/dV 圖像顯示晶體管的不同地被摻雜的區： 來源、流失 (高和低劑量植入管是可視的) 和門。 SCM 圖像可以用於提取有價值的信息例如有效的門長度、連接點深度或者詳細資料在被摻雜的地區的側向和垂直的擴展名。 除 SSRM 外，此關鍵信息不可取得通過其他技術。

圖 16。 地勢 () 和 SCM dC/dV (正確) 奔騰 II 處理器的一支 crosssectioned 晶體管。 1.25ìm 掃描。

除想像之外， SCM 可能也用於評定 dC/dV 與在所選的位置的 V 曲線在這個範例。 在表 17， DC 範例偏心是狂跳亂撞在二個 userselected 值之間，并且 SCM 傳感器輸出 (dC/dV) 被監控并且被密謀。 而底部曲線在一個 p 型的範例，被評定了頂部曲線在一個 n 型的範例被評定了。 正如所料，不同的類型導致 dC/dV 信號的一個不同的符號，并且不同的摻雜物級別導致 dC/dV 信號的一種不同的強度。

圖 17。 dC/dV 與 V 曲線評定了與在範例的二個不同地點的 SCM ： n 型， 2x10¹⁷atoms/cm³ (頂部曲線) 和 p 型， 3x10¹⁹atoms/cm³(底部曲線)。

圖 18 說明地勢 (離開)，高度 (中間) 和電容 (正確) 頂部金屬和電介質硅微量細胞的被銘刻的層。

圖 18。 高度或地勢 ()，電容 (SCM) dC/dV 高度 (中間) 和一個常規硅微量細胞的電容 (SCM) dC/dV 階段 (正確的) 圖像。 頂部金屬和電介質層被銘刻顯示硅。 SCM dC/dV 階段圖像區分 ptype (明亮的顏色) 和 n 型的 (暗色) 被摻雜的區。 在微量細胞的 npn 和 pnp 晶體管明顯地然後形象化，允許重要參數的提取，即，有效門長度和形象化缺陷。 SCM dC/dV 高度圖像顯示相對大小摻質濃度： 明亮的顏色意味更大的取盡電容，並且，更低被摻雜的區 (即，好的植入管區)。

圖 19 說明電容 (離開) 和地勢 (正確包括一根 n 型的植入管的) 一個離子被種入的硅結構到一個 p 型的基體。

圖 19。 電容 (SCM) dC/dV 階段 (左) 和離子被種入的硅的高度/地勢 (正確的) 圖像構建包括一根 n 型的植入管 (黑暗的區) 到一個 p 型的基體。 一根另外的 (更淺的) p 型的植入管可以被觀察。 這個結構用標準擦亮的技術跨區分了。

SCM 也是為故障分析的一個非常重要的工具在半導體設備。 SCM 技術允許形象化特殊安放是否是當前，它是否是正確的類型 (n 或 p)，期望的維數 (詳細和側向) 和其他特性。 一個典型的故障分析示例在表 20 顯示。 橫截表面通過一定數量的設備做，包括已知的一个有壞電子設備特性。 一個好設備的 SCM 圖像在這個頂部圖像顯示; 壞設備的對應的區的 SCM 圖像在這個底部圖像顯示。 底部圖像表明二種入了地區 (即明亮的區： n 型的植入管和 n 型的好的植入管) 涉及，而應該從彼此分隔他們。 此 「短路」導致此特殊設備非常高損失當前。

圖 20。 一個好 (頂層) 和不合格的 (底部) 硅設備的 SCM 圖像。 底部圖像顯示在二個被摻雜的地區之間的短路。 8ìm x 2ìm 掃描。

鐵電的薄膜為他們可能的應用是非常有吸引力的在固定存儲器和微電動機械的設備 (MEMS) 裡。 減少 (下來對十倍毫微米) 這些設備在大小上要求有形資產和進程的一個適當的說明在鐵電的影片。 例如，它是根本的調查與毫微米維數的鐵電的結構是否仍然陳列鐵電和壓電屬性和學習這些屬性如何是受整體範圍的影響的。 SCM 是這些研究的一個可能的技術。 例如， SCM 為評定 C-V 傾斜的符號提供一個方法鐵電的範例，并且，因此，域或者極化狀態的在薄膜。 SCM 用於圖像并且操作在一部稀薄的鉛 (Nb 锆_1.0鈦)_0.04O_0.28(_0.68PNZT)₃ 鐵電的影片的域結構。 在區 25x25ìm，這個技巧瀏覽與 -12V DC 範例偏壓，并且小範圍隨後寫了與相反的極性 DC 範例偏壓。 小的 AC 偏壓用於圖像被對立的地區，即，學習 C-V 曲線的傾斜的大小和符號在零的 DC 偏心。 圖 21 顯示在右邊的 SCM 圖像和在左邊的對應的 AFM 地勢圖像。 黑暗和輕的對比地區指示相反被對立的地區， dC/dV 信號是高強度，但是在符號對面。

圖 21。 地形學 (離開) 和 SCM dC/dV 圖像 (正確) 的 PNZT 鐵電的影片。 黑暗和明亮的區對應於相反被對立的地區。 不同的極化地區被寫了使用在不同的掃描範圍的 SCM，并且在此 SCM 之前的範例偏壓瀏覽。 25ìm 掃描。 範例禮貌 Ch。 Ganpul 和 M. Ramesh，馬里蘭大學。

另外， SCM 可能也評定小的鐵電的電容器極化 (或 C-V) 曲線，甚至唯一鐵電的穀物。 這對常規探通的技術是不可能的。 圖 22 說明地勢 (離開) 和電容 (正確) 鐵電的薄膜在鉑電極頂部。 而圖 23 近似顯示區和一樣上面圖像，但是現在與 5V DC 適用在技巧和範例之間。 直流電壓更改極化這樣所有穀物有同一種極化狀態。 并且最後，在一種唯一穀物的圖 24 顯示遲滯現象特點鐵電疇與局限化的電容分光學與應用的 DC 偏心 (v)。

圖 22。 高度/地勢 () 和電容 (SCM) dC/dV 階段圖像 (正確) 的在鉑電極頂部的鐵電的薄膜。 高度圖像顯示薄膜團粒結構與 20-100nm 大小的穀物的。 SCM dC/dV 階段圖像顯示各自的穀物』極化狀態; 它通過適用在調整電容以相同頻率的技巧和範例之間的小的高度交流電壓獲得 (直流電壓被保留在 0V 不更改極化狀態由 AFM 技巧出現)。 在 SCM 進行的充電評定取決於鐵電的極化狀態。 SCM 技術的解決方法允許一觀察在唯一穀物內的差異。

圖 23。 近似區和一樣上面圖像，但是與 5V DC 現在適用在技巧和範例之間。 直流電壓更改極化這樣所有穀物有同一種極化狀態。

圖 24。 局限化的電容分光學 (獨有對 SCM) dC/dV 與在一種唯一穀物的應用的 DC 偏心 (v) 顯示遲滯現象特點鐵電疇。 數據可以一次是集成得到電容與 DC 偏心曲線和兩次獲得相對極化與 DC 偏心曲線。

當探測在半導體設備的橫斷面間時瀏覽，電阻被評定在收集聯絡的導電性技巧和大當前之間。 當應用的強制超出有些閾值強制時，被評定的阻力由這個擴展電阻控制。 在 Si 結構， (典型地，一些 ìN) 要求強強制為了擊穿當地氧化物和設立穩定的電觸點。 因為標準 AFM 探測扭屈在這些強強制，被摻雜的金剛石或金剛石上漆的硅探測被使用。 這個極其堅硬、高年輕的模數和通過摻雜獲得的電導率使金剛石特別適用， SSRM 技巧蓋層。

在表 25，分析在 Si DMOS 晶體管結構執行。 使用標準擦亮的技術，晶體管結構跨被區分顯示不同地被摻雜的地區，然後被擦亮了。 這個地形學圖像 () 相當清楚顯示 Al 聯絡 (黑色區域)，這種基礎氧化物 (褐色) 和多晶硅和基礎門氧化物。 SSRM 阻力圖像 (正確) 顯示電子有效的地區。 不同的顏色反射抵抗力的不同的級別： 黑暗指示高度導電性地區，并且明亮指示低傳導性。 明顯地可測的是高度被摻雜的 n⁺- 基體 (黑色); 更低的被摻雜的 n 外延層 (黑褐色); p⁺- 出現如高度抗拒) 的機體 (n⁺- 植入管 (黑色)，金屬和氧化物地區，以及高度導電性多晶硅材料。 連接點位置對應於在多種顏色級別之間的鋒利的轉移。

圖 25。 一支跨被區分的 Si DMOS 晶體管的地勢 () 和阻力 (正確的) 掃描。 12ìm 掃描禮貌 IMEC，比利時。

圖 26 說明以金屬為特色的一臺跨被區分的電容器的一個 SSRM 圖像認為與電介質的影片區在他們之間。 SSRM 圖像經常是補充的對 SCM 圖像，因為 SCM 圖像不產生在電介質和金屬的信號，而 SSRM 顯示在二之間的一個大對比。

圖 26。 SSRM crosssectioned 電容器的高度和阻力圖像。 電容器有金屬與電介質的薄膜區在他們之間。 如果有不同的電觸點之間的損失路徑，阻力圖像將顯示他們 (在此圖像找到的無)。

在第二個示例 (圖 27) 中， SSRM 想像在硅 MOSFET 執行與門長度的 0.25ìm。 這個圖像 () 顯示不同地被摻雜的地區 - 來源、流失和門 - 作為高度導電性區 (黑暗)，電介質和基體作為低傳導性區，以及半成品導電性區。 來源和流失連接點被觀察作為稀薄，低傳導性明亮的線路。 通過晶體管的來源區域做的部分在表 27 也顯示 (正確)。 這個部分從左到右顯示： 電介質頂層、來源植入管 (p 型)，連接點峰頂、井 (n 型) 和基體。 連接點深度可能從此部分容易地被提取作為連接點峰頂和電介質頂層之間的距離和被發現 184nm。

圖 27。 SSRM 一支跨被區分的 0.25ìm 硅 MOSFET 晶體管的阻力掃描。 2ìm 掃描禮貌 IMEC，比利時。

除硅之外，化合物半導體也是巨大利益。 LEDs、光電探測器和二極管激光是從 III-V 和 II-VI 半導體製造的仅一些許多設備。 傳導性 (電子有效的摻雜物原子的二維配電器的知識特別是) 對工藝過程開發和監控是重要。 對於化合物半導體，範例準備是最小的; 簡單劈開在複雜範例提供最佳的表面，并且在仅紀錄範例準備以後允許重要設備屬性想像。 金屬和塗金屬的硅技巧證明充分地嚴格的為穩定和再現 SSRM 評定。 對於好針對噪音的信號比例，與媒體探測壓 (子 ìN) 的組合需要相對地高偏壓 (幾伏特)。 高分辨率載流子密度描出的示例可用對 SSRM在圖顯示的這種跨被區分的基於 InP 的異質結構能被看到 28 上。

圖 28。 地勢 () 和一種基於 InP 的異質結構的 SSRM 阻力 (正確的) 掃描。 7ìm 掃描。 抽樣 M. Geva，朗訊科技， Breinigsville， PA 禮貌。

阻力圖像顯示這種異質結構的不同的地區： 用不同的厚度值的交替的鋅被摻雜的 p 型和 S 被摻雜的 n 型的層。 這個圖像顯示層的二維本質往 mesa 區。 此示例展示在承運人配電器二維想像的 SSRM 分析功率在化合物半導體結構的，和特別是，對 InP 異質結構的分析的，是獲取高利息的區。

SSRM 可能為學習 nonsemiconductor 材料電子屬性也使用。 這包括對金屬、 semimetals、導電性聚合物和其他半成品導電性材料的申請。 对最佳性能，不同的材料經常要求另外探測材料和強制凝固點。 在示例中在表 29，古芝影片是印象的。 這部影片的團粒結構在地形學數據明顯地被觀察。 SSRM 阻力數據向顯示穀物的抵抗力是高往邊緣，與穀物比較的中心。 注意平均粒度是 30nm，并且這個空間分辨率是大約 5nm。

圖 29。 地勢 () 和 SSRM 阻力 (正確的) 掃描一粒狀金屬膜。 500nm 掃描。