【正文】 Topography)觀察方面，對(duì)材料結(jié)構(gòu)有敏銳的分辨力：＊晶粒方向【等軸向(EquiAxial)，柱狀(Columnar)，優(yōu)選方向(Texture)，磊晶(Epitaxial)】－參見(jiàn)Fig. 2＊同質(zhì)異形結(jié)構(gòu)【非晶形矽(Amorphous Si)，複晶矽(Polycrystalline Si)，單晶矽(Single crystallineFig. 9 應(yīng)用穿透式電子顯微鏡的平面觀察來(lái)進(jìn)行商用產(chǎn)品分析，在部份元件材去除後，可以同時(shí)觀察多層材料的重疊影像，利用電子束的穿透力，同時(shí)搭配(a)明視野影像和(b)暗視野影像相互比較可以得知各層次之間的相對(duì)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，不需用傳統(tǒng)的化學(xué)溶液作逐次的層次去除即可一次取得相當(dāng)多的資料，同時(shí)省卻多次進(jìn)出顯微鏡的時(shí)間(Cooling/Heating/Variable Electrical Stressing)的試片基座，即可在顯微鏡內(nèi)同步觀察材料結(jié)構(gòu)的變化。 特性 X光和歐傑電子之機(jī)制十分類(lèi)似，當(dāng)原子的內(nèi)層電子受到外來(lái)能量源 (如：電子束、離子束或者光源等) 的激發(fā)而脫離原子時(shí)，原子的外層電子將很快的遷降至內(nèi)層電子的空穴並釋放出兩能階差能量。1. 扇型磁場(chǎng)式分析儀乃根據(jù)離子的質(zhì)荷比來(lái)分離二次離子，若為雙聚焦式(Double Focusing) 則增加了靜電分析器 (Electrostatic Analyzer)可提高二次離子的傳輸率(Transmission)。3. 二次離子質(zhì)譜儀 (SIMS) 二次離子質(zhì)譜儀主要用來(lái)分析固體表面及表面以下30微米(mm)深度內(nèi)的區(qū)域和部份液體樣品的表面。1117. 除本章所描述的各種分析儀器之外，常被用於矽晶片原料檢測(cè)的分析儀器和檢測(cè)項(xiàng)目有那些？ 1. XRD：決定單晶切片的方向（勞厄法）2. AFM：觀察表面細(xì)微結(jié)構(gòu)、磁區(qū)方向分佈、表面粗糙度。光螢光分析儀 ( Totalreflection Xray Fluorescence Spectrometer, TXRF )?；氐交鶓B(tài) ( Ground state )由於各元素之能階差不同，因此分析此 X光的能量或波長(zhǎng)即可鑑定試片的各個(gè)組成元素，後者為歐傑電子，此電子同樣具有代表該原子特性的能量，因此分析歐傑電子亦可得到材料的成份組成 2. 拉塞福背向散射儀(RBS) 拉塞福背向散射分析儀在材料分析上的主要應(yīng)用有：(1) 薄膜厚度及組成成份比例的量測(cè)，(2) 分析材料中雜質(zhì)或佈植之摻雜質(zhì)的濃度和縱深分佈，(3) 試片中元素的成份和比例，(4) 晶格結(jié)構(gòu)中差排或不純物的情形，以及 (5) 各層材料或離子佈植之雜質(zhì)因退火處理而發(fā)生的擴(kuò)散現(xiàn)象等等。 ，穿透式電子顯微鏡分析是一種破壞性分析，而且試片製備所需的時(shí)間較長(zhǎng)，因此全部的工作時(shí)間(TurnAround Time)也相對(duì)增加。Fig. 8 多晶形鈦矽化物的晶粒結(jié)構(gòu)分析(a)平面式觀察發(fā)現(xiàn)有兩種大小不同的晶粒並存，(b)作擇區(qū)繞射的圖樣分析，確認(rèn)小晶粒是C54的多晶相，(c)作擇區(qū)繞射的圖樣分析，確認(rèn)大晶粒亦是C54的結(jié)晶，但是呈規(guī)則的單晶成長(zhǎng)(5000197。作一般的影像觀察時(shí)，應(yīng)用最普遍的算是雙電子束繞射狀況 (TwoBeam, 2B, Diffraction Condition)，不過(guò)為了作深入的結(jié)構(gòu)分析，針對(duì)特殊的材料結(jié)構(gòu)或缺陷，通常試片座會(huì)配備傾斜基座(Tilting Stage)的功能，可以作成微弱電子束繞射狀態(tài)(WeakBeam, WB, Diffraction Condition)，或多重電子束繞射狀態(tài)(MultiBeam, MB, Diffraction Condition)，來(lái)改善成像的品質(zhì)或加強(qiáng)對(duì)比。投影鏡主要功能為對(duì)影像作最後的放大工作，將影像投影於下方之螢?zāi)簧?。s Law ) 的 X光會(huì)有建設(shè)性干涉現(xiàn)象並形成繞射光束被偵測(cè)器所偵測(cè)。A：成份分析儀器的化學(xué)濃度偵測(cè)極限則多與粒子束的大?。ɑ蚍治鰠^(qū)域的尺寸）和偵測(cè)的方式有關(guān)化學(xué)元素偵測(cè)範(fàn)圍濃度偵測(cè)極限X光繞射分析儀結(jié)晶物質(zhì)5﹪掃描式歐傑電子顯微鏡≧Li﹪二次離子質(zhì)譜儀≧H拉塞福背向散射質(zhì)譜儀＞C﹪全反射式X光螢光分析儀＞C1ppb114. 電子槍的種類(lèi)可以概分為哪幾種?在應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)為何?Ans : 電子槍的必要特性是亮度要高、電子能量散佈 (Energy Spread) 要小，目前常用的種類(lèi)計(jì)有四種，1. 鎢(W)燈絲，2. 硼化鑭(LaB6)燈絲，3. 冷式場(chǎng)發(fā)射 (Cold Field Emission)，4. 熱式場(chǎng)發(fā)射 (Hot Field Emission)，它們的亮度、電子束的大小、電子能量散佈、使用壽命、和必要的操作真空度有很大的不同 (請(qǐng)見(jiàn)表1122)；其中價(jià)錢(qián)最便宜使用最普遍的是鎢燈絲，以熱游離 (Thermionization) 式來(lái)發(fā)射電子，電子能量散佈為 2 eV；硼化鑭燈絲的優(yōu)點(diǎn)是亮度高，電子能量散佈為 1 eV，而且使用壽命也比鎢燈絲高出數(shù)倍；場(chǎng)發(fā)射式電子槍則比鎢燈絲和硼化鑭燈絲的亮度又分別高出 10 100 倍，同時(shí)電子能量散佈僅為 eV，所以目前市售的高解析度掃描式電子顯微鏡都採(cǎi)用場(chǎng)發(fā)射式電子槍?zhuān)浣馕龆瓤筛哌_(dá) 1nm 以下，然而場(chǎng)發(fā)射式電子槍的電子產(chǎn)生率與真空度有密切的關(guān)係，其使用壽命也隨真空度變差而急劇縮短，因此在試片製備上必須非常注意水氣或固定用的碳膠或銀膠是否烤乾，以免在觀察的過(guò)程中，真空陡然變差甚至系統(tǒng)當(dāng)機(jī)。商用結(jié)構(gòu)分析儀器影響解像能原因光學(xué)顯微鏡可見(jiàn)光的波長(zhǎng)、介質(zhì)的折射率、NA【 (Numerical Aperature) 表示透鏡系統(tǒng)的解析度和所形成的影像亮度的一組數(shù)值】、肉眼的鑑別率。對(duì)於微小粒子 ( ) 的分析，若使用能量散佈分析儀或波長(zhǎng)散佈分析儀則所測(cè)得的訊號(hào)多半來(lái)自粒子外的材質(zhì)所產(chǎn)生，而粒子本身的訊號(hào)強(qiáng)度則被稀釋?zhuān)伸稓W傑電子的特性所以利用歐傑電子能譜儀分析小於 微米的粒子成份時(shí)，所測(cè)得的訊號(hào)主要來(lái)自粒子本身。 (1) 繞射像差 (Diffraction Aberration)－這是物理光學(xué)的基本限制。 作一般的影像觀察時(shí)，應(yīng)用最普遍的算是雙電子束繞射狀況 (TwoBeam, 2B, Diffraction Condition)，不過(guò)為了作深入的結(jié)構(gòu)分析，針對(duì)特殊的材料結(jié)構(gòu)或缺陷，通常試片座會(huì)配備傾斜基座 (Tilting Stage) 的功能，可以作成微弱電子束繞射狀態(tài) (WeakBeam, WB, Diffraction Condition)，或多重電子束繞射狀態(tài) (MultiBeam, MB, Diffraction Condition)，來(lái)改善成像的品質(zhì)或加強(qiáng)對(duì)比。在掃描式電子顯微鏡的分析中，表面的微結(jié)構(gòu)需利用低加速電壓來(lái)觀察，當(dāng)加速電壓增高時(shí)，電子束的穿透力及擴(kuò)散力增大，試片中易產(chǎn)生一些多餘的訊號(hào) (如背向散射電子的數(shù)量增加)，降低影像的對(duì)比，並掩蓋表面的微結(jié)構(gòu)，需用低加速電壓才能取得較佳的影子序 (Z) 有關(guān):Z 15 呈淚滴形 (Teardrop) 15 Z 40 比較像球形(More Spherical) Z 40 呈半球(Hemispherical在實(shí)際應(yīng)用上，掃描式電子顯微鏡的影像可能出現(xiàn)擾動(dòng)的狀況，除了可能是儀器本身有問(wèn)題之外，常是源於操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)，不適當(dāng)?shù)臉悠费u備，或其它如實(shí)驗(yàn)室環(huán)境等外在因素，其型態(tài)及成因可列成如表：(3) 穿透式電顯微鏡根據(jù)電子與物質(zhì)作用所產(chǎn)生的訊號(hào)，穿透式電子顯微鏡分析主要偵測(cè)的資料可分為三種： 1. 即是擷取穿透物質(zhì)的直射電子(Transmitted Electron) 或彈性散射電子 (Elastic Scattering(2) 掃描式電子顯微鏡根據(jù)de Broglie波動(dòng)理論，電子的波長(zhǎng)僅與加速電壓有關(guān)：