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深圳市善時儀器有限公司
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閱讀：2發(fā)布時間：2025-7-5
掃描電子顯微鏡最基本的功能是對各種固體樣品表面進(jìn)行高分辨形貌觀察。大景深圖像是掃描電鏡觀察的特色，例如：生物學(xué)，植物學(xué)，地質(zhì)學(xué)，冶金學(xué)等等。觀察可以是一個樣品的表面，也可以是一個切開的面，或是一個斷面。冶金學(xué)家已興奮地直接看到原始的或磨損的表面。可以很方便地研究氧化物表面，晶體的生長或腐蝕的缺陷。它一方面可更直接地檢查紙，紡織品，自然的或制備過的木頭的細(xì)微結(jié)構(gòu)，生物學(xué)家可用它研究小的易碎樣品的結(jié)構(gòu)。例如：花粉顆粒，硅藻和昆蟲。另一方面，它可以拍出與樣品表面相應(yīng)的立體感強(qiáng)的照片。
SS-150臺式掃描電鏡
在掃描電鏡應(yīng)用中，很多集中在半導(dǎo)體器件和集成電路方面，它可以很詳細(xì)地檢查器件工作時局部表面電壓變化的實際情況，這是因為這種變化會帶來象的反差的變化。焊接開裂和腐蝕表面的細(xì)節(jié)或相互關(guān)系可以很容易地觀察到。利用束感生電流，可以觀測半導(dǎo)體P—N結(jié)內(nèi)部缺陷。
電子束與樣品作用區(qū)內(nèi)，還發(fā)射與樣品物質(zhì)其他性質(zhì)有關(guān)信號。例如：與樣品化學(xué)成分分布相關(guān)的，背散射電子，特征X射線，俄歇電子，陰極熒光，樣品吸收電流等；與樣品晶體結(jié)構(gòu)相關(guān)的，背散射電子衍射現(xiàn)象的探測；與半導(dǎo)體材料電學(xué)性能相關(guān)的，二次電子信號、電子束感生電流信號；在觀察薄樣品時產(chǎn)生的透射電子信號等。目前分別有商品化的探測器和裝置可安裝在掃描電鏡樣品分析室，用于探測和定性定量分析樣品物質(zhì)的相關(guān)信息。
掃描電子顯微鏡對于固體材料的研究應(yīng)用非常廣泛，沒有任何一種儀器能夠和其相提并論。對于固體材料的全面特征的描述，掃描電子顯微鏡是至關(guān)重要的。
掃描電子顯微鏡具體功能用途歸納如下：
1、掃描電鏡追求固體物質(zhì)高分辨的形貌，形態(tài)圖像(二次電子探測器SEI)-形貌分析(表面幾何形態(tài)，形狀，尺寸)
2、顯示化學(xué)成分的空間變化，基于化學(xué)成分的相鑒定---化學(xué)成分像分布，微區(qū)化學(xué)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(yīng)的，元素面分布圖或者進(jìn)行定點化學(xué)成分定性定量分析，相鑒定。
2)利用背散射電子BSE)基于平均原子序數(shù)(一般和相對密度相關(guān))反差，生成化學(xué)成分相的分布圖像；
3)利用陰極熒光，基于某些痕量元素(如過渡金屬元素，稀土元素等)受電子束激發(fā)的光強(qiáng)反差，生成的痕量元素分布圖像。
4)利用樣品電流，基于平均原子序數(shù)反差，生成的化學(xué)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(zhì)表面1nm表層進(jìn)行化學(xué)元素分布的定性定理分析，
3、在半導(dǎo)體器件(IC)研究中的特殊應(yīng)用：
1)利用電子束感生電流EBIC進(jìn)行成像，可以用來進(jìn)行集成電路中pn結(jié)的定位和損傷研究
2)利用樣品電流成像，結(jié)果可顯示電路中金屬層的開、短路，因此電阻襯度像經(jīng)常用來檢查金屬布線層、多晶連線層、金屬到硅的測試圖形和薄膜電阻的導(dǎo)電形式。
3)利用二次電子電位反差像，反映了樣品表面的電位，從它上面可以看出樣品表面各處電位的高低及分布情況，特別是對于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(zhì)進(jìn)行晶體結(jié)構(gòu)(原子在晶體中的排列方式)，晶體取向分布分析，基于晶體結(jié)構(gòu)的相鑒定。
以上是掃描電子顯微鏡的主要功能。同時掃描電子顯微鏡還可以作為顯微操作平臺，可接配納米機(jī)械手、微機(jī)械探針、接配離子槍等裝置，進(jìn)行離子切割加工，納米操作，微區(qū)尺度物理化學(xué)性質(zhì)測量；為適應(yīng)材料的動態(tài)觀察和材料所處環(huán)境，可配置特殊樣品臺，如機(jī)械拉伸臺、高溫樣品臺、低溫樣品臺，樣品分析室充入可與樣品發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)的特殊氣體。
掃描電子顯微鏡小結(jié)：
掃描電鏡通常至少有一個探測器(一般為二次電子探測器SEI)，很多都配有額外的探測器，如EDS,BSE,WDS,EBSD,CL等等，但特定儀器的特殊功能強(qiáng)烈依賴于合適的探測器，同時探測器的安裝角度即樣品分析室的專業(yè)設(shè)計，對于分析效果影響重大。深入了解各種功能機(jī)理，才能獲得的電子顯微分析質(zhì)量。
市場掃描電鏡型號規(guī)格繁多，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，并非所有型號都設(shè)計成分析型。用戶須根據(jù)對樣品的觀察分析需要，選擇合適的掃描電鏡。
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