2. Факторы, влияющие на изменения в режиме ssrm.

Можно выделить следующие факторы, существенно влияющие на результаты исследований помимо свойств исследуемого образца:

1. − параметры зондового датчика (материал покрытия острия (работа выхода электронов из материала, жесткость, износостойкость, сплошность покрытия),радиус закругления зонда);

2. − параметры режима сканирования (сила прижима зонда к поверхности образца, степень постоянства поддерживаемого давления, скорость сканирования);

3. − атмосфера рабочего объема микроскопа (если измерения на воздухе – влажность, степень гидрофобности поверхности).

При увеличении силы прижима зонда к поверхности образца увеличивается сигнал по току, а также отношение сигнал/шум. Это связано, очевидно, с тем, что при большей силе прижима зонда к образцу более стабилен контакт зонд – поверхность. Кроме того, если жесткость острия зонда выше, чем у исследуемой поверхности, зонд продавливает поверхность, увеличивая таким образом площадь контакта с острием

Из-за малого радиуса зонда давление, оказываемое им на поверхность образца, очень высоко, что приводит не только к более глубокому проникновению зонда в образец, но может способствовать фазовому переходу в полупроводниковых материалах в зависимости от силы прижима, типа и уровня легирования полупроводника. Например, при достижении максимального давления (в том случае, когда глубина проникновения зонда составляет ≈ 0,48а) при анализе кремния происходит переход в фазу с высокой проводимостью. Таким образом, формируется омический контакт к полупроводнику. -------- Ето расширение факторов

3. Электромеханическая модель ssrm.

Метод сканирующей микроскопии сопротивления растекания может быть рассмотрен с помощью довольно простой эквивалентной электрической схемы. Общее сопротивление цепи будет определяться вкладами следующих последовательно включенных сопротивлений (рис. ):

- сопротивлением проводящего покрытия зонда (сопротивление зонда) Rprobe;

- контактным сопротивлением Rc между зондом и полупроводником;

- сопротивлением механического контакта между зондом и полупроводником Rm, зависящего от силы прижима зонда к образцу;

- сопротивлением растекания Rsr;

- контактным сопротивлением общего электрода Rbc.

В случае непроникающего контакта для зондов с проводящим покрытием и общим электродом с большой площадью сопротивлениями Rprobe и Rbc можно пренебречь. Тогда общее сопротивление будет определяться следующим выражением:

Контактное сопротивление обладает диодоподобным характером и является нелинейной функцией потенциального барьера φ B между зондом и полупроводником, а также функцией от внешнего приложенного напряжения, что зависит от механизма проводимости барьера (термоэлектронная эмиссия, туннелирование).

Сопротивление механического контакта Rm может быть определено как составляющая контакта Шотки, не зависящая от внешнего напряжения. Контактное сопротивление в общем виде может быть записано как

где ρ_m – удельное сопротивление контакта, являющееся функцией давления; А – макроскопическая площадь контакта. В методе SSRM зонд и образец электрически соединяются путем прижима зонда к исследуемой поверхности. Шероховатость поверхности уменьшает эффективную площадь контакта, что приводит к увеличению Rm.

Тогда, в случае пренебрежимо малых значений давления зонда на изучаемую поверхность:

Перечисленные выше факторы, особенно влияние силы прижима зонда, вызывающее фазовый переход с образованием высокопроводящей области, приводят к трансформации характера интерфейса зонд – образец с типа контакта Шотки в псевдоомический. Такая трансформация сопровождается двумя локальными изменениями свойств полупроводника: уменьшением ширины запрещенной зоны полупроводника и уменьшением поверхностных уровней на интерфейсе. Оба эффекта способствуют понижению потенциального барьера на интерфейсе, при этом ρс становится зависимым от силы прижима зонда к поверхности. Поэтому ρc(V,φB) имеет намного меньшее значение при более высоких давлениях. Более того, увеличение силы прижима зонда к поверхности приводит к росту эффективной площади контакта, что увеличивает значения Rm, Rsr и позволяет измерять сопротивление растекания Rsr.

Таким образом, при измерении сопротивления растекания возникает множество эффектов, когда зонд обладает очень малым радиусом и прижимается к поверхности. Так как вклад в сопротивление растекания вносят довольно большое число различных факторов и отклик, как правило, становится нелинейным, для проведения измерений необходима аккуратная калибровка. ----------?