Optische Charakterisierung

Am Fraunhofer IST gibt es eine Vielzahl von Verfahren zur optischen Charakterisierung von Schichten und Oberflächen. Zu unserem Angebot gehört selbstverständlich nicht nur die Messung, sondern, sofern gewünscht, auch die Auswertung und Interpretation der Messdaten. Darunter werden insbesondere verschiedene optische Verfahren eingesetzt:

Ellipsometrie

Bei der Ellipsometrie handelt es sich um ein berührungsloses und zerstörungsfreies Messverfahren, um verschiedene Parameter wie die Brechzahlen, die Schichtdicken, die Rauheiten und weitere Parameter optisch transparenter Einzel- und Multischichten zu bestimmen. Am Fraunhofer IST steht hier ein Sentech SENResearch 850 DUV mit folgenden Features zur Verfügung:

  • Wellenlängenbereich 190 – 2500 nm
  • Bis zu 6“ Probengröße
  • Probentypen: Transparent oder opak
  • Substrat: nahezu beliebig
  • Sehr sensitives und rauscharmes gekühltes DUV-Detektionssystem
  • Sehr sensitives und rauscharmes FT-IR Spektrometer
  • Computergesteuertes Goniometer für variable Winkelmessungen (50 – 70 °)
  • Mikrospots mit einem Strahldurchmesser von 100 μm
  • Optional: Nasszelle für Messungen unter definierten atmosphärischen Bedingungen

Photometrie

Die Photometrie stellt eine grundlegende Disziplin im Bereich der Dünnschichtoptik dar. Ausgestattet mit 2 Photometern, einem Perkin Elmer Lambda 950 und einem Agilent Cary 5000 UV-Vis-NIR kann auf nahezu alle Fragestellungen eingegangen werden. Ergänzt wird das Repertoire durch ein Haze-gard Plus der Firma BYK für Streulicht Schnellcharakterisierungen.

Besondere Möglichkeiten:

  • Messung der Transmission im Bereich von 175 – 3300 nm
  • Messung der Reflexion im Bereich von 175 – 3300 nm bei Einfallswinkeln von 8 – 45 °
  • Messung mit polarisiertem Licht
  • Messungen des HAZE (Streuung) in Abhängigkeit der Wellenlänge oder mittels Weißlicht

Partikelanalytik

Mithilfe konfokaler Lasermikroskopie können geeignete Oberflächen vermessen und bezüglich ihrer Partikelkontamination ausgewertet werden.  Dazu steht ein eigens am Fraunhofer IST entwickeltes Verfahren zur Verfügung, welches es erlaubt, Histogramme der Partikelbelastung zu erstellen. Dabei werden die gefundenen Partikel in die Größenkategorien kleiner 3 µm Durchmesser, 3 – 10 µm und größer 10 µm eingeteilt. Das Detektionslimit liegt hier bei ca. 700 nm Partikeldurchmesser.

Weitere Verfahren

  • Raman-Spektroskopie
  • Farbmessung: Bestimmung der Koordinaten im Farbraum (CIE, L-a-b)
  • Streulichtmessung (Haze): Bestimmung des diffus zurück gestreuten Lichtes
  • Photovoltaik: IU-Kennlinien, Quantenausbeute, Defektdichte (CPM), Effizienz