薄膜和涂层被广泛应用于各种行业,包括消费电子设备、太阳能电池、医疗/制药设置、光学涂层等。万博电脑网页版登录它们可能是功能性的,提供保护,甚至是装饰性的。当使用这些薄膜时,有几个关键参数是我们经常关心的-层厚和层组成。
有几种方法我们可以用来了解层的厚度
- 椭圆偏振法——一种无损且快速的方法,但它的空间分辨率相对较低,运行成本较高。它也是一种可以非常精确地测量层厚的方法,但它不能给出层组成的结果。
- XRF -它的优点是厚度和成分都可以以非破坏性的方式快速测量,但分析也相对较低的空间分辨率和昂贵。
- 横切面——在聚焦离子束(FIB)仪器中测量样品的横切面,这样就可以直接在电子图像中进行测量——这种方法具有潜在的高空间分辨率的主要优势,但不幸的是,它也耗时、昂贵和具有破坏性。
我们需要的是一种快速、高空间分辨率、无损和廉价的方法。也许毫不奇怪,正是这种方法是这篇博客文章的主题——一种基于扫描电镜的技术,可在我们的AZtecLive纳米分析软件套件中使用,阿兹特克LayerProbe.
AZtecLayerProbe基于能量色散x射线能谱(EDS),满足上述所有要求。它的工作原理是,在扫描电子显微镜(SEM)中,击中样品表面的电子束具有延伸到样品内部的相互作用体积,其大小随所使用的加速体积而变化。在一个标准的、非分层的样本中,我们可能不会过多地考虑这一点,特别是当我们在低放大倍率下工作时。然而,在一个分层的样品中,有趣的事情发生了——x射线从包含在相互作用体积中的所有层中产生,并且,可以用来识别层中的元素和层的厚度。
LayerProbe的工作原理是将用户生成的分层结构模型计算出的光谱与实验获得的光谱进行迭代拟合。-通过改变模型中未知的层厚和组成,将计算光谱与实验光谱拟合,软件得到最终值。它可以处理多达7层和厚度约为2μm的层,可以处理从微米到小于一纳米的层。
让我们看一下LayerProbe的运行情况——我们将考虑一个简单的示例。
我们的样品是铝的薄膜2O3.在硅衬底上。我们知道Al层的厚度2O3.厚度在40到60纳米之间-你可以用阿兹特克的演示数据自己试试。我们首先创建一个层结构模型——指定衬底是Si,它被Al覆盖2O3..我们输入样品的标称结构和铝的密度2O3.图层-你可以看到下面阿兹特克的样子。
如你所见,我建立了一个模型,其中Al和O的浓度是未知的,薄膜的厚度也是未知的。因此,这种分析的目的是确定薄膜的组成和厚度。
创建了模型后,我可以对计算进行简单的模拟,以确定在什么条件下可以求解它。这给了我一个建议的分析条件使用,然后我可以设置在扫描电镜。接下来就是光束测量和从我正在研究的样品中获取EDS光谱的问题了。
一旦我这样做了,我就得到了如下图所示的光谱。
你可以看到,在光谱的右下方,我也有LayerProbe溶液-层的厚度已经被计算为47.4nm厚,铝和O在层中的比例已经被确定为分别为38%和62% at %。我们也有测量误差的方法。很容易就能得到结果。
这样做了一个点,自然的趋势是,然后在样本的多个点,这样我们就可以了解层的厚度和组成是如何变化的。在下表中,你可以看到一个例子,我们在样本的3个点上做了这个,但是你可以对数百个光谱做这个。
就是这样!从本质上说,LayerProbe是一个工具,可以从分层结构的EDS分析中提取更多的信息,为您提供有用和有价值的信息。
我希望这篇简短的博客已经让您了解了AZtecLayerProbe的功能。如果您对如何将其应用于您的申请有任何问题,请与我们联系,我们将尽最大努力帮助您。
如果您想了解更多关于AZtec LayerProbe的信息,请观看我们关于该主题的深度网络研讨会AZtec LayerProbe:利用SEM-EDS测量薄层和TEM片层的厚度和成分