Sem的主要挑战

半导体器件的小型化正在以惊人的速度继续进行。为了准确开发、表征和测试这些器件,需要先进的成像和分析技术。从简单的一般任务到需要在复杂器件上进行极其精确的电压对比度测量的高级故障分析 (FA) 技术,扫描电子显微镜 (SEM) 成像可以为您提供满足您的半导体生产需求的大量关键数据。

例如,较高的加速电压通常用于实现信号极大化和缩短数据生成时间。由于上一代器件具有较大的结构尺寸,这些较高的电压曾经是可接受的。然而,由于器件小型化,特征尺寸继续缩小,因此较高的加速电压不再适用,而较低的电压是进行较小特征成像所必需的。低 kV 成像还为您实现了在不影响工作晶体管特性的情况下对其进行分析,并帮助您在不受底层部分干扰的情况下解析层。新材料也需要低电压来尽可能减少光束损坏。

Thermo Fisher Scientific 提供一系列 SEM 仪器,包括非常适合分析下一代半导体器件的低电压工具。这包括多功能 Thermo Scientific Prisma SEM 和 Thermo Scientific Quattro SEM,这是我们提供的具有 Thermo Scientific ChemiSEM 技术的通用工具。我们提供 Thermo Scientific Apreo SEM 高质量和低 kV 成像和 Thermo Scientific Verios XHR SEM 高对比度亚纳米成像。请单击至以下相应产品页面,了解更多信息。

扫描电子显微镜(SEM) 是一种介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种观察手段。其利用聚焦的很窄的高能电子束来扫描样品, 通过光束与物质间的相互作用, 来激发各种物理信息, 对这些信息收集、放大、再成像以达到对物质微观形貌表征的目的。新式的扫描电子显微镜的分辨率可以达到1nm;放大倍数可以达到30万倍及以上连续可调;并且景深大, 视野大, 成像立体效果好。 可以进行如下基本分析: (1)三维形貌的观察和分析 (2)在观察形貌的同时,进行微区的成分分析。 ①观察纳米材料。所谓纳米材料就是指组成材料的颗粒或微晶尺寸在0. 1~100 nm范围内,在保持表面洁净的条件下加压成型而得到的固体材料。纳米材料具有许多与晶态、非晶态不同的、独特的物理化学性质。纳米材料有着广阔的发展前景,将成为未来材料研究的重点方向。扫描电子显微镜的一个重要特点就是具有很高的分辨率,现已广泛用于观察纳米材料。 ②进行材料断口的分析。扫描电子显微......阅读全文

扫描电镜 SEM :精细控制如你所见,在显示器显示出样品图像之前(如图4),电子要经历各种不同的过程。当然,你没必要等待电子结束它的旅程,整个过程几乎时瞬间发生的,时间长度为纳秒(10-9 秒)量级。然而,镜筒内电子的每一步都需要预先计算并精确控制,以确保获得高质量的图像。电子显微镜的性能在不断提高

  透射电镜原理  目前,主流的透射电镜镜筒是电子枪室和由6~8 级成像透镜以及观察室等组成。阴极灯丝在灯丝加热电流作用下发射电子束,该电子束在阳极加速高压的加速下向下高速运动,经过*聚光镜和第二聚光镜的会聚作用使电子束聚焦在样品上,透过样品的电子束再经过物镜、*中间镜、第二中间镜和投影镜四级放大后

扫描电镜(SEM)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段,可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。①有较高的放大倍数,20-20万倍之间连续可调;②有很大的景深,视野大,成像富有立体感,可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构;③试样制备简单。

扫描电镜 SEM 如何工作?我们着重讲述扫描电镜 SEM。SEM 的示意图如图1 所示。在这种的电子显微镜中,电子束以光栅模式逐行扫描样品。首先,电子由腔室顶端的电子源(俗称灯丝)产生。电子束发射是因为热能克服了材料的功函数。他们随后被加速并被带正电的阳极所吸引。您可以在这篇指导中找到更多关于灯丝分

扫描电镜(SEM)是介于透射电镜和光学显微镜之间的一种微观形貌观察手段,可直接利用样品表面材料的物质性能进行微观成像。①有较高的放大倍数,20-20万倍之间连续可调;②有很大的景深,视野大,成像富有立体感,可直接观察各种试样凹凸不平表面的细微结构;③试样制备简单。扫描电镜(SEM)案例分享:材料表面

 目前,主流的透射电镜镜筒是电子枪室和由6~8 级成像透镜以及观察室等组成。阴极灯丝在灯丝加热电流作用下发射电子束,该电子束在阳极加速高压的加速下向下高速运动,经过*聚光镜和第二聚光镜的会聚作用使电子束聚焦在样品上,透过样品的电子束再经过物镜、*中间镜、第二中间镜和投影镜四级放大后在荧光屏上成像。电

1. 光学显微镜以可见光为介质,电子显微镜以电子束为介质,由于电子束波长远较可见光小,故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。光学显微镜放大倍率最高只有约1500倍,扫描式显微镜可放大到10000倍以上。  2. 根据de Broglie波动理论,电子的波长仅与加速电压有关:λe=h / mv= h /

 透射电镜原理  目前,主流的透射电镜镜筒是电子枪室和由6~8 级成像透镜以及观察室等组成。阴极灯丝在灯丝加热电流作用下发射电子束,该电子束在阳极加速高压的加速下向下高速运动,经过*聚光镜和第二聚光镜的会聚作用使电子束聚焦在样品上,透过样品的电子束再经过物镜、*中间镜、第二中间镜和投影镜四级放大后在

扫描电子显微镜(SEM) 是一种介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种观察手段。其利用聚焦的很窄的高能电子束来扫描样品, 通过光束与物质间的相互作用, 来激发各种物理信息, 对这些信息收集、放大、再成像以达到对物质微观形貌表征的目的。扫描电子显微镜在岩土、石墨、陶瓷及纳米材料等的研究上有广泛应用。

  1. 光学显微镜以可见光为介质,电子显微镜以电子束为介质,由于电子束波长远较可见光小,故电子显微镜分辨率远比光学显微镜高。光学显微镜放大倍率高只有约1500倍,扫描式显微镜可放大到10000倍以上。  2. 根据de Broglie波动理论,电子的波长仅与加速电压有关:  λe=h / mv=

干货 | 扫描电子显微镜(SEM)之基本知识篇

Sem的主要挑战

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扫描电子显微镜(SEM)

Sem的主要挑战
Sem的主要挑战

  ·电子枪发射电子束,电压加速、磁透镜系统汇聚,形成直径约5nm的电子束。

  ·电子束在偏转线圈的作用下,在样品上做光栅状扫描,激发多种电子信号。

  ·探测器收集电子信号,经过电信号放大器加以放大处理,在显示系统上成像。

  ·二次电子的图像信号动态地形成三维图像。

扫描电子显微镜组成部分

电子光学系统

  组成:电子枪、电磁透镜、扫描线圈和样品室等部件。

  作用:获得扫描电子束、作为产生物理信号的激发源。

信号收集和显示系统

  信号收集:二次电子和背散射电子收集器、吸收电子显示器、X射线检测器(波谱仪和能谱仪)

  显示系统:显示屏有两个,一个用于观察,一个用于记录照相。

真空系统

  组成:机械泵、扩散泵

  作用:保证电子光学系统正常工作,提供高真空度,防止样品污染,保持灯丝寿命,防止极间放电。

电源系统

  包括启动的各种电源,检测-放大系统电源,光电倍增管电源,真空系统和成像系统电源灯。还有稳压、稳流及相应的安全保护电路。

扫描电子显微镜的应用

扫描电镜观察纳米材料

  所谓纳米材料就是指组成材料的颗粒或微晶尺寸在0.1-100nm范围内,扫描电镜的一个重要特点就是具有很高的分辨率。现已广泛用于观察纳米材料。

  扫描电镜观察材料断口

  扫描电镜所显示的断口形貌从深层次,高景深的角度呈现材料断裂的本质,在教学、科研和生产中,有不可替代的作用,在材料断裂原因的分析、事故原因的分析已经工艺合理性的判定等方面是一个强有力的手段。

扫描电镜观察大试样的原始表面

  扫描电镜能够直接观察直径100mm,高50mm,或更大尺寸的试样,对试样的形状没有任何限制,粗糙表面也能观察,这便免除了制备样品的麻烦,而且能真实观察试样本身物质成分不同的衬度(背反射电子象)。

  扫描电镜观察厚试样

  扫描电镜在观察厚试样时,能得到高的分辨率和最真实的形貌。

  扫描电镜观察试样区域细节

  试样在三度空间内有6个自由度运动(即三度空间平移、三度空间旋转)。且可动范围大,这对观察不规则形状试样的各个区域带来极大的方便。

  扫描电镜连续观察

  扫描电镜进行从高倍到低倍的连续观察,放大倍数的可变范围很宽,且不用经常对焦。

  扫描电镜观察生物试样

  由于电子照射面发生试样的损伤和污染程度很小,这一点对观察一些生物试样特别重要。

  扫描电镜进行动态观察

  在样品室内装有加热、冷却、弯曲、拉伸和离子刻蚀等附件,则可以通过电视装置,观察相变、断烈等动态的变化过程。

  扫描电镜观察试样表面形貌

  扫描电镜除了观察表面形貌外还能进行成分和元素的分析,以及通过电子通道花样进行结晶学分析,选区尺寸可以从10μm到3μm。

发布于 2020-01-17 10:41

电子显微镜

扫描电子显微镜

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References and Further Reading

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