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EBSD電子背散射回折

Electron Back Scatter Diffraction, EBSD

EBSDは、試料の結晶学的方向を特定するために回折電子ビームを利用する技術であり、半導体産業では材料の微細構造を研究するために頻繁に使用されます。EBSDのプローブ装置は、集中イオンビーム顕微鏡(Focused Ion Beam, FIB)内にあり、試料表面と電子ビームの方向との傾斜角度は約70度です。電子ビームが試料に当たると、反発する背向散乱電子が生成され、表面の結晶構造を通過する際に回折が発生し、菊池線や菊池パターンを形成します。これにより、試料表面の結晶粒の方向に関する情報が検出器に入ることで、各結晶粒の方向性を判断します。

 

サンプル表面の各位置の回折状態と各結晶粒の方位を知った後、これらの情報を利用して、さらに結晶境界、結晶粒の方位、組織およびひずみなどを分析することができ、EDXと組み合わせて相同定および相の分布の分析を行うこともできます。

 

MA-tekは持っています先進的 FIB-SEM と EBSD システム統合プラットフォームナノレベルの結晶粒構造を正確に測定でき、さらに結合することができます。EDX、TEM、SIMS多様な分析技術を用いて、顧客に対して材料の微細構造解析と故障原因の判断を提供し、製品の信頼性とプロセスの歩留まりを向上させる。

EBSDの応用分野と事例

試料表面の各点の回折信号を分析することにより、EBSDは以下の構造的特徴をさらに解析することができます:

    • 結晶界(Grain Boundary)分析:結晶粒間の界面の種類と角度差を判定する。

    • 結晶粒の方位(Orientation)結晶粒の配向分布図を描き、結晶の配列方向を明らかにする。

    • 織構(Texture)分析材料の成形過程における結晶配列の傾向を理解する。

    • ひずみ(Strain)分布材料内部の応力集中と変形状態を検出する。

    • 相同の特定と分布(Phase Identification & Distribution):組み合わせEDXエネルギー散乱スペクトル分析異なる相の化学組成と分布を識別できる。

 

EBSDの応用分野

EBSD技術は広く応用されています半導体、電子材料、金属、陶瓷と先進パッケージ等産業中,尤其在結晶粒の構造観察、信頼性の失敗分析、プロセスの最適化上扮演關鍵角色。

EBSDの応用には、

  • 次構造分析(Substructure Analysis)

  • 粒子サイズと境界特性の分析(Grain Size / Boundary Characterization)

  • 晶粒取向と織構分析(Grain Orientation & Texture Analysis)

  • 相同の特定と分布分析(Phase Identification & Distribution Mapping)

  • 材料の変形と再結晶挙動の分析(Deformation & Recrystallization Study)

  • ひずみ分布と残留応力分析(Strain & Stress Distribution)

 

EBSDの応用例

  • 配向マップ

  • 相図

  • 粒子サイズ分布

  • Misotientation angle distribution

  • Pole figure

  • 逆極図

よくある質問
Q1. EBSD分析サンプルの受け入れ可能なサイズはどのくらいですか?
A. 一般的な長さ、幅、高さは1cm x 1cm x 0.5cmを超えないが、分析前に技術部門と相談することをお勧めします。
Q2. EBSDサンプルの準備要件は何ですか?
A. 全体的に見て、サンプルの分析面はEBSD分析を実行するために十分に平滑に準備する必要があります。サンプルの平滑度はEBSDのイメージング品質に直接影響します。異なるサンプルには異なる準備方法があり、一般的な方法には研磨、電解研磨、イオン研磨などがあります。
Q3. 結晶粒間の方位角度の精度はどの程度まで達成できますか?
A. 最適な状態で0.05°に達することができます。
Q4. 通常どのような試料がEBSD分析を行う必要がありますか?
A. 一般EBSDは結晶構造を持つ材料の分析に使用されます。TEMやSEMは結晶粒の形状やサイズを観察できますが、結晶粒サイズ分布や結晶粒方位の分布を定量化することはできません。一方、EBSDはスキャン範囲が広く、多くの結晶粒をカバーできるため、結晶粒の形状を観察するだけでなく、材料の結晶粒サイズ、結晶粒方位、相同定およびその分布を統計的に分析する機能も持っています。
Q5. 分析可能な最小粒子サイズの限界はどれくらいですか?
A. 現在のEBSDによる粒子検出の物理的限界は約50nmですが、EBSDが分析できる粒子サイズはサンプル自体およびサンプル表面の状態(サンプルの準備状態)に大きく依存します。一般的に、サンプルの表面状態が良いほど、サンプルの分析に有利です。
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01.16
2026
本次研討會以「シリコンで未来を探る:AI × シリコンフォトニクスのスマートな機会探求」をテーマに、AI、高速計算、シリコンフォトニクス、先進パッケージ技術の融合が計算効率をどのように再定義するかを強調し、「スマートな機会探求」の概念を用いて、これらの重要な技術を通じて未来の技術発展の最良の機会を示し、解析します。詳細情報:https://www.matek.com/zh-TW/Seminar/detail/all/20250327
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