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TEM

技術原理

穿透式電子顯微鏡(Transmission electron microscope, TEM)

TEM 主要是將高能量電子束投射到超薄樣品上,產生立體角散射成像,可以用於觀察樣品的精細結構。為了有效提高影像解析度,在電子槍的架構上,無論是 SEM 或 TEM 的電子槍都已經由鎢絲(W-filament)提升為六硼化鑭(LaB6)或場發射式(Field Emission),因此影像解析度也都可以達到奈米級的原子解像力。此外,由於場發射式電子槍的電子電流密度的提升,在附屬元素偵測的X-ray能譜(EDX)分析能力,也大幅改善。

 

在最近的這一、二年內,設備供應商布魯克(Bruker)、美商飛昱(FEI)與日本電子(JEOL),都陸續開發出大面積的 EDX 偵測器,或同時在電子槍附近架設四個偵測器,使得元素偵測能力可以做到 0.1% 以下,比傳統的 EDX 偵測能力提升約一個數量級,逼近與歐傑能譜分析儀(Auger Electron Spectrometry, AES)的能力。

 

TEM Talos

TEM Talos

 

 

 

 

常見問題

Q1. TEM切 X-S 試片一般可切多寬 ? 多深 ? 多薄 ?

A. 一般case TEM 試片薄區寬度是5~10um、深20um內、厚度約80~100nm。

 

Q2. TEM/EDX 測出元素比例跟預期有差異,如LED 產品Ga : As理論上應該要50% : 50%...

A. EDX 通常是定性 & 半定量分析,可以看一個整體的趨勢,必要時也可以加入試片厚度因素做一些調整以得到較接近的比例值。

 

Q3. TEM /EDX 之 Spot size 多大? 偵測極限為何?

A. TEM /EDX 的 Spot size 大約 2nm 左右;元素濃度含量5%以上可偵測。

 

Q4. TEM切 P-V 試片一般可切多大範圍?

A. 若試片留一般厚度 (100nm )可切 10x10um大小的範圍;若試片留的厚度較厚 ( 約800~900nm ) 則可以切 25x12um 的範圍。

 

Q5. TEM 針對晶格方向分析其選區繞射 (SAD) 最小可圈選範圍是多大?

A. SAD最小圈選範圍是200nm,故當待測膜層厚度或晶粒尺寸大於200nm即可用SAD分析;若小於200nm則改用NBD,NBD的 Beam size 約3~5nm。

 

 

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