Attila L Tóth CSc senior research fellow.

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Attila L Tóth CSc senior research fellow."

Renáta Székely
7 évvel ezelőtt
Látták:

2 Attila L Tóth CSc senior research fellow

3 Attila L Tóth CSc senior research fellow Research Institute for Technical Physics of the Hungarian Academy of Sciences (MTA MFKI) Budapest (Ujpest)

4 MTA MFKI

5 Attila L Tóth CSc senior research fellow Research Institute for Technical Physics and Materials Science of the Hungarian Academy of Sciences (MTA MFA) Budapest (Csillebérc)

6 MTA MFA

7 Attila L Tóth CSc senior research fellow Institute of Technical Physics and Materials Science, Research Centre for Natural Sciences, Hungarian Academy of Sciences (MTA TTK MFA) Budapest (Lágymányos)

8 MTA TTK MFA

12 SCANNING 1x1 um 10x10 cm x

13 SCANNING 1x1 um 10x10 cm x

14 MICROSCOPE A SEM mint analitikai mérőrendszer

15 Minden analitikai mérőrendszer (AMR) egyszerű elemekből épül fel. A mérő egység ( ME, a tulajdonképpeni analizátor) a vizsgált mintáról analitikai jelet szolgáltat, amiből az értelmező egység (ÉE) számolja ki a analitikai információt A mérő egységben a vizsgálandó mintát egy δ reagenssel hozzuk köcsönhatásba (gerjesztés), mely a minta χ anyagtulajdonságainak függvényében kelti az η analitikai jelet

16 A SEM mint analitikai mérőrendszer

17 A SEM mint analitikai mérőrendszer

18 A SEM mint analitikai mérőrendszer

19 Analitikai jel (ÜZEMMÓD) laterális Felbontás mélységi ==================================================================== Szekunder elektron (SE) 1-10 nm 1-10 nm E: jó felbontás (=sugárátmérõ), topográfiai kontraszt H: komplex jelképzés (pl.be hozzájárulás) Visszaszórt elektron (BE) um um E: rendszámkontraszt H: gyengébb felbontás (< sugárátmérõ) Áram (EBIC) nm um E: Rácshibák és p-n átmenetek megfigyelhetõk H: Felületi rekombináció hatása Fény (CL) 10nm-1 um um E: fluoreszcens fázisok szelektiv leképzése H: kis intenzitás, sugárzási károsoodás halványit Röntgen sugár (EDS) um um E: szimultán detektálás,nagy tömegérzékenység H: rossz felbontás, nagy holtidõ (WDS) um um E:jó felbontás, nagy intenzitás H: elemenkénti detektálás, rigorozus fókuszálásaes Auger el. (AES, Eo=2-5 kev) nm nm E: Felületi monorétegek elemösszetétele H: Ultratiszta felület és ultrannagy vákuum ====================================================================

20 Analitikai jel (ÜZEMMÓD) Felbontás laterális mélységi ==================================================================== Szekunder elektron (SE) 1-10 nm 1-10 nm E: jó felbontás (=sugárátmérõ), topográfiai kontraszt H: komplex jelképzés (pl.be hozzájárulás)

21 Szürkehályog operációkra használatos szikék élességének kvantitativ vizsgálata SEI Eo=25keV Eo=1,5keV SEI Eo=25keV BEI S2E-100s S2e-100c

22 Az élesség kvantitativ mérése BEI-super TOPO üzemmód automatikus él-detektálással

23 Analitikai jel (ÜZEMMÓD) Felbontás laterális mélységi ==================================================================== Áram (EBIC) nm um E: Rácshibák és p-n átmenetek megfigyelhetõk H: Felületi rekombináció hatása

24 EBIC measurement techniques: Beam induced currents and voltages (EBIC & EBIV) depending on the input impedance of measuring amplifier Different (planar and X-sectional) EBIC sample preparation schemes of p/n junction (a,b) and Schottky (c.d) devices. The batteries should be used only in β conductivity measurement of insulators.

25 CC.mechanism Modulation Properties studied BARRIER electron voltaic effect (built in field of a p/n junction or a Schottky barrier) BULK electron voltaic effect (internal field due to Fermi level variation) β conductivity (external field) SAMPLE CURRENT (absorbed electrons) EBIC EBIC(x,y) EBIC(Eo) EBIC(t) EBIC(V,x,y) EBIC(T,x,y) EBIC(t,T) EBIC(x,y,t,T) EBIV(x,y) EBIV(x,y) EBIC(x,y) REBIC(x,y) AEI(x,y) electron/hole generation yield and energy diffusion length recombination velocity (electr. active) Xtal defects lifetime micro plasma effects recombination levels deep levels deep level distribution barrier height distribution of contaminants dopant distribution mobility (MOS) filed strength (MOS) local resistivity topography, mean Z

26 Recombination contrast of defects EBIC / SEI Recombination activity of surface and volume defects as a function of temperature in InP LED 300 K 180 K

27 Recombination contrast of defects EBIC / SEI Misfit network and threading dislocations in Si/Ge multilayer structure

29 FEG-SEM --- > ELECTRON? A LEO 1540XB cross beam ( Ga+ & e ) microscope and preparation system tothal@mfa.kfki.hu

30 Elektronoptikai lencsehibák

31 Nano-range: FEG-SEM Gemini column: Schottky field emission gun Beam booster Special beam path -Short, shielded - Cross over free (Boersch eff.) Twin (Gemini) objective - Electrostatic & electromagnetic - Low chromatic aberration even at low Eo In-lens SE detector - sensitive for non-morphological SE contrast components, as work functions, surface potentials - sensitive at short working distances (WD < 4 mm) GEMINI FEG SEM basics (courtesy LEO)

32 1500XB CrossBeam with GEMINI column low beam noise < 1 % cross over free beam path, no significant Boersch effect, high depth of field highly stable thermal FEG < 0.2 % /h variation superb image resolution fhroughout the complete beam energy range, particularly down to 100 ev. high resistance to ambient magnetic stray fields constant conditions at sample surface eliminates ion-beam shift RESULT: nanoscope: excited volume in the nanometer range GEMINI FEG SEM basics (courtesy LEO)

33 Electron optics: achromat obj. Lens & InLens detector GEMINI FEG SEM basics (courtesy LEO)

34 Hol tartunk mi? Szigeteló Al2O3 SEI képe x nagyításban

35 Részecske - optikai lencsehibák

36 Részecske - optikai lencsehibák

37 Ionoptikai lencsehibák

38 Ga ions : FIB

39 XB = FEG-SEM + FIB

40 FIB képalkotás: orientációs kontraszt de

41 Maris! A FIB maratott acél minta SEM-SEI képe (45 o elektronbeesési szög) TEM-preparált acél minta FIB-SEI képe (88 o ionbeesési szög) tothal@mfa.kfki.hu

42 Mar is! A FIB maratott acél minta SEM-SEI képe (45 o elektronbeesési szög) TEM-preparált acél minta FIB-SEI képe (88 o ionbeesési szög) tothal@mfa.kfki.hu

43 Ionoptikai lencsehibák

45 He ions : µscope

46 He ion - forrás

47 He ion mikroszkóp oszlop

48 Felbontás (SEI):

49 Felbontás (SEI):

50 Kontrasztmechanizmusok:

51 és nem utolsósorban a STAGE Massachusetts Institute of Technology, Hewlett Packard, and the Swiss Federal Laboratories for Material Science and Technology (EMPA) chose Raith ELPHY MultiBeam: Enables multitechnique helium ion microscope-based nanopatterning research

52 Xe ions : FIB

53 Xe ion - forrás

54 Xe ions : FIB.

55 Xe ions : FIB

56 Köszönettel tartozom: - Németh-Horváth Helga FEI, Prof. X-ray and EO Kft. - Dénes Éva, ISD DUNAFERR - Dr Vezendy László Nagykanizsai Kórház - Peter Gnauck, Carl Zeiss SMT

57 és köszönettel tartozom Önöknek a megtisztelö figyelemért

Hasonló dokumentumok

Kérdések: 02/10/2014. A SEM mint mikroszkóp. ttk.mta.hu. Tóth A. L. tud.főmts.

Kérdések: 02/10/2014. A SEM mint mikroszkóp. ttk.mta.hu. Tóth A. L. tud.főmts. Tóth A. L. tud.főmts. MTA TTK MFA Research Centre for Natural Sciences, Hungarian Academy of Sciences Institute of Technical Physics and Materials Science Kérdések: 1./ OM-SEM-TEM összevetés, működési