薄膜技術第五章薄膜材料的評價表征及物性測量(編輯修改稿)
2025-04-02 20:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的表征 低能電子衍射（ LEED） 反射式高能電子衍射（ RHEED） 薄膜結構的表征 掃描電鏡 30kev左右的能量的電子束在入射到樣品表面后，將與樣品表面層的原子發(fā)生各種相互作用，在相互作用中， 有些入射電子被直接反射了回來，而另一部分電子將能量傳遞給樣品表層的原子，而這些原子在獲得能量后將發(fā)射出各種能量的電子 ，同時，上述過程還引起表面原子發(fā)出 特定能量的光子。 將這一系列的信號分別接受處理之后，即可得到樣品表層的各種信息。 薄膜結構的表征 掃描電鏡 薄膜結構的表征 透射電鏡 被加速的電子束 穿過 厚度很薄的樣品，并在這一過程中與樣品中的 原子點陣 發(fā)生相互作用，從而產(chǎn)生各種形式的有關薄膜結構和成分的信息。 基本工作模式 : 影像模式和衍射模式。 TEM image of a partially transformed CoSi2 amorphous film. 薄膜結構的表征 透射電鏡 薄膜結構的表征 透射電鏡 Darkfield TEM image of alternating4nm wide GaAs superlattice films. Light bands contain Al. 薄膜結構的表征 透射電鏡 Transmission electron micrograph cross section of a nm gateoxide film sandwiched between silicon and polysilicon. 選區(qū)衍射原理 薄膜結構的表征 透射電鏡 單 晶 ： 斑 點 非 晶 衍 射 暈 環(huán) 多晶體：環(huán)花樣 (同心圓 ) 薄膜結構的表征 透射電鏡 θ很小， e束與衍射的晶面幾乎是平行的，所以入射線方向約等于由衍射晶面組成的晶帶的晶帶軸。換言之，只有那些以 e束入射方向為晶帶軸所組成的晶帶才能參與衍射，或者說電 子束方向和衍射斑點代表的方 向垂直。 uh + vk + wl = 0 薄膜結構的表征 透射電鏡 薄膜成分的表征 成分分析： 元素 、 鍵的種類及含量 ?? 化學分析 (質譜、光譜、色譜、電子譜 ) 方法： X光能譜（ EDX及 WDAX）：電子束激發(fā)的特征 X光譜?！玬m 俄歇電子譜（ AES）：電子束激發(fā)的一種二次電子， 1～ 2層； X光電子譜（ XPS）：單色軟 X光激發(fā)電子逸出， 2～ 20層原子 薄膜成分的表征 入射到靶上的粒子束或者發(fā)生 彈性散射或者引起原子中 電子的躍遷。 散射粒子或出射粒子的能量包含原子的特 征，躍遷能量是已知原子的標示，因此， 測量出射原子的 能量譜即識別了原子。 薄膜成分的表征 X射線能量色散譜 EDX （能譜儀） 常規(guī)成分分析儀器，廣泛安裝于 SEM、 TEM上。 電子顯微鏡的高能電子束，激發(fā)材料（薄膜）中 電子使其 發(fā)射特征 X射線 ，進而標識成分。 按能量記錄下來， X射線能量色散譜儀 － EDX。 按波長記錄下來， X射線波長色散譜儀 － WDX。 薄膜成分的表征 俄歇電子能譜儀（ AES） 在 AES中，我們通過測量電子輻射樣品所發(fā)射 內(nèi)層電子（俄 歇電子） 的能量分布來確定樣品的組分。 特點： 適合分析 原子序數(shù)小于 13的輕元素和超輕元素。 入射電子束的束斑小，適合分析微區(qū)成分。 ….. 獨特優(yōu)點： 不但可鑒定樣品中的 組成元素還可測定它的化學狀態(tài)。 俄歇電子譜的另一個主要應用是 確定薄膜中組分隨深度和層 結構的變化 ，這一研究依賴與俄歇系統(tǒng)所配備的濺射離子槍。 俄歇信號在樣品表面附近產(chǎn)生出來，離子濺射為深度分析提供 了層斷面技術。 薄膜成分的表征
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