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掃描式電子顯微鏡 (SEM)的定義及行業應用案例

來源: 瀏覽: 發布日期:2020-11-09 13:35:54

   掃描電子顯微鏡 (SEM)的定義

  掃描式電子顯微鏡,又掃描電鏡(Scanning Electron microscope, SEM)主要是利用微小聚焦的電子束(Electron Beam)進行樣品表麵掃描。 此電子束(Electron Beam)與樣品間的交互作用會激發出各種信號,如: 二次電子、背向散射電子及特性X光等,SEM主要就是收集二次電子的信號來成像。

  SEM景深大、分辨率高,放大倍率可達到數十萬倍以上,可用來觀察樣品表麵及剖麵微結構。如在設備上加裝能量分散X光譜儀(Energy Dispersive Spectrometer, 簡稱EDS)時,可對樣品表麵同時進行微區之材料分析,包括定性、半定量之成分分析以及特定區域之Point、Line Scan、Mapping分析。

  針對各種材料表麵微結構觀察SEM量測樣品尺寸,如膜厚等EDS可針對樣品表麵,進行微區定性與半定量成份元素分析/ 特定區域之Point、Line Scan、Mapping分析EDS SDD detector可在低電壓下,提升Mapping的空間分辨率SEM自動拍照,搭配去層技術de-process,可提供電路逆向工程參考利用低能電子束掃描做被動式電壓對比(Passive Voltage Contrast, PVC),對於異常漏電或接觸不良的半導體組件損壞可精準定位。

成版人抖音app食色黄掃描電鏡

  掃描電子顯微鏡功能

  1、掃描電子顯微鏡追求固體物質高分辨的形貌,形態圖像(二次電子探測器SEI)-形貌分析(表麵幾何形態,形狀,尺寸)

  2、顯示化學成分的空間變化,基於化學成分的相鑒定---化學成分像分布,微區化學成分分析

  1)用x射線能譜儀或波譜(EDSorWDS)采集特征x射線信號,生成與樣品形貌相對應的,元素麵分布圖或者進行定點化學成分定性定量分析,相鑒定。

  2)利用背散射電子BSE)基於平均原子序數(一般和相對密度相關)反差,生成化學成分相的分布圖像;

  3)利用陰極熒光,基於某些痕量元素(如過渡金屬元素,稀土元素等)受電子束激發的光強反差,生成的痕量元素分布圖像。

  4)利用樣品電流,基於平均原子序數反差,生成的化學成分相的分布圖像,該圖像與背散射電子圖像亮暗相反。

  5)利用俄歇電子,對樣品物質表麵1nm表層進行化學元素分布的定性定理分析,

  3、在半導體器件(IC)研究中的特殊應用:

  1)利用電子束感生電流EBIC進行成像,可以用來進行集成電路中pn結的定位和損傷研究

  2)利用樣品電流成像,結果可顯示電路中金屬層的開、短路,因此電阻襯度像經常用來檢查金屬布線層、多晶連線層、金屬到矽的測試圖形和薄膜電阻的導電形式。

  3)利用二次電子電位反差像,反映了樣品表麵的電位,從它上麵可以看出樣品表麵各處電位的高低及分布情況,特別是對於器件的隱開路或隱短路部位的確定尤為方便。

  4、利用背散射電子衍射信號對樣品物質進行晶體結構(原子在晶體中的排列方式),晶體取向分布分析,基於晶體結構的相鑒定。

  掃描電子顯微鏡對科學研究與企業生產都有很重要的作用,在新型陶瓷材料顯微分析中也有廣泛的應用。

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