檢測項(xiàng)目:
TEM制樣、投射電鏡制樣(TEM)-FIB雙聚焦離子束
檢測范圍:
集成電路、芯片
檢測標(biāo)準(zhǔn):
GJB 4027A-2006
透射電子顯微鏡(Transmission Electron Microscope,簡稱TEM),可以看到在光學(xué)顯微鏡下無法看清的小于0.2um的細(xì)微結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)或超微結(jié)構(gòu)。
基本原理:
電子與樣品相互作用后,透射電子主要分為三大類:透射電子,彈性散射電子和非彈性散射電子。這三類電子各司其職,其中透射電子和彈性散射電子均可用于成像。通過調(diào)節(jié)電鏡參數(shù)可以選擇性收集成像電子。如果只選擇透射電子成像,那么可想而知,沒有樣品的地方,電子透過的最多,所以觀察屏上最亮,樣品越重越厚的地方、電子難以透過就越暗。這就是所謂的“明場像”。由于樣品厚薄不均,質(zhì)量不同而導(dǎo)致的明暗差異被稱為“質(zhì)厚襯度”。既然有“明場像”,必然就有“暗場像”。所謂“暗場像”是指“收集”散射(衍射)電子成像。因?yàn)橘|(zhì)量越大、越厚,其散射越強(qiáng),所以在暗場下其越亮。
利用FIB進(jìn)行各類樣品的TEM樣品制備,包括塊體、薄膜、芯片、顆粒等。破壞范圍小,可對粉末、微納米線、文物制樣。FIB聚焦離子束就像一把尖端只有數(shù)十納米的手術(shù)刀。離子束在靶材表面產(chǎn)生的二次電子成像具有納米級別的顯微分辨能力,所以聚焦離子束系統(tǒng)相當(dāng)于一個可以在高倍顯微鏡下操作的微加工臺,它可以用來在任何一個部位濺射剝離或沉積材料。
檢測內(nèi)容:
通過FIB離子束來切割集成電路(芯片)指定失效位置,來微觀觀測失效原因及摻雜雜質(zhì)。微電子、半導(dǎo)體以及各型功能器件領(lǐng)域中,由于涉及工藝較多且繁雜。一款器件的開發(fā)測試中總會遇到實(shí)際結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)的偏差,器件測試后的失效,邏輯功能的異常等等,對于上述問題的直觀可靠的分析就是制備相應(yīng)的器件剖面,從物理層次直觀的表征造成器件異常的原因。
微電子、半導(dǎo)體以及各型功能器件領(lǐng)域中,由于涉及工藝較多且繁雜。一款器件的開發(fā)測試中總會遇到實(shí)際結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)的偏差,器件測試后的失效,邏輯功能的異常等等,對于上述問題的直觀可靠的分析就是制備相應(yīng)的器件剖面,從物理層次直觀的表征造成器件異常的原因。
無論是透射電鏡還是掃描透射電鏡樣品都需要制備非常薄的樣品,以便電子能夠穿透樣品,形成電子衍射圖像。傳統(tǒng)的制備TEM樣品的方法是機(jī)械切片研磨,用這種方法只能分析大面積樣品。采用聚焦離子束則可以對樣品的某一局部切片進(jìn)行觀察。與切割橫截面的方法一樣,制作TEM樣品是利用聚焦離子束從前后兩個方向加工,在中間留下一個薄的區(qū)域作為TEM觀察的樣品。
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