Diskussion zur Rasterelektronenmikroskop-SEM-Technologie
SEM-Testgegenstände
1. Analyse der Materialoberflächenmorphologie, Beobachtung der Mikrobereichsmorphologie
2. Analysieren Sie Form, Größe, Oberfläche, Querschnitt und Partikelgrößenverteilung verschiedener Materialien
3. Beobachtung der Oberflächenmorphologie, Analyse der Filmrauheit und Filmdicke verschiedener dünner Filmproben
Die REM-Probenvorbereitung ist einfacher als die TEM-Probenvorbereitung und erfordert kein Einbetten und Schneiden.
Musteranfrage:
Die Probe muss fest sein; erfüllen die Anforderungen einer ungiftigen, nicht radioaktiven, nicht umweltschädlichen, nicht magnetischen, wasserfreien und stabilen Zusammensetzung.
Zubereitungsgrundsätze:
Die Probe, deren Oberfläche verunreinigt ist, sollte ordnungsgemäß gereinigt werden, ohne die Oberflächenstruktur der Probe zu zerstören, und anschließend getrocknet werden;
Neu gebrochene Brüche oder Abschnitte müssen im Allgemeinen nicht behandelt werden, um den strukturellen Zustand der Fraktur oder Oberfläche nicht zu beeinträchtigen;
Die Oberfläche oder der Bruch der zu erodierenden Probe sollte gereinigt und getrocknet werden;
Magnetische Proben werden vorentmagnetisiert;
Die Größe der Probe sollte zur Größe des für das Gerät vorgesehenen Probenhalters geeignet sein.
Gängige Methoden:
Massenprobe
Leitfähiges Blockmaterial: Es ist keine Probenvorbereitung erforderlich, und die Probe wird zur direkten Beobachtung mit leitfähigem Kleber am Probenhalter befestigt.
Nicht leitende (oder schlecht leitende) Massenmaterialien: Behandeln Sie die Probe zunächst mit der Beschichtungsmethode, um eine Ladungsansammlung zu vermeiden und die Bildqualität zu beeinträchtigen.
Pulverprobe
Direkte Dispersionsmethode:
Der doppelseitige Kleber wird auf das Kupferblech geklebt, die Partikel der zu testenden Probe werden mit Hilfe von Wattebäuschen direkt darauf gestreut und die Probe wird vorsichtig mit dem Ohrreinigungsball geblasen, um die anhaftenden und nicht festsitzenden Substanzen zu entfernen feste Teilchen.
Drehen Sie das mit Partikeln beladene Glasstück um, richten Sie es auf den vorbereiteten Probentisch aus und klopfen Sie vorsichtig mit einer kleinen Pinzette oder Glasstäben darauf, damit die feinen Partikel gleichmäßig auf den Probentisch fallen.
Ultraschall-Dispersionsmethode: Geben Sie eine kleine Menge Partikel in ein Becherglas, fügen Sie eine entsprechende Menge Ethanol hinzu und vibrieren Sie sie 5 Minuten lang mit Ultraschall. Geben Sie sie dann mit einer Pipette auf das Kupferblech und lassen Sie sie auf natürliche Weise trocknen.
Beschichtungsmethode
Vakuumbeschichtung
Bei der Vakuumverdampfungsbeschichtungsmethode (auch Vakuumverdampfung genannt) wird das im Verdampfungsbehälter zu bildende Rohmaterial in einer Vakuumkammer erhitzt, so dass die Atome oder Moleküle verdampfen und von der Oberfläche entweichen und einen Dampfstrom bilden auf den Festkörper (Substrat genannt) einfällt. oder Substrat) Oberfläche, die Methode der Kondensation, die einen festen Film bildet.
Ionensputternbeschichtung
Prinzip:
Bei der Ionensputterbeschichtung handelt es sich um eine Glimmentladung in einer teilweise vakuumierten Sputterkammer zur Erzeugung positiver Gasionen. Unter der Beschleunigung der Spannung zwischen Kathode (Target) und Anode (Probe) bombardieren die positiv geladenen Ionen die Oberfläche der Kathode. Das Material der Kathodenoberfläche wird zerstäubt. Die gebildeten neutralen Atome werden aus allen Richtungen zerstäubt und fallen auf die Oberfläche der Probe, wodurch ein gleichmäßiger Film auf der Oberfläche der Probe entsteht.
Merkmale:
Für jedes zu plattierende Material ist Sputtern möglich, sofern es zu einem Target verarbeitet werden kann (geeignet für die Herstellung schwer verdampfbarer Materialien, und es ist nicht einfach, Dünnschichtmaterialien zu erhalten, die hochreinen Verbindungen entsprechen). );
Der durch Sputtern erhaltene Film ist gut mit dem Substrat verbunden;
Der Verbrauch an Edelmetallen ist geringer, jeweils nur etwa ein paar Milligramm;
Der Sputterprozess weist eine gute Wiederholbarkeit auf, die Filmdicke kann gesteuert werden und gleichzeitig kann auf einem großflächigen Substrat ein Film mit gleichmäßiger Dicke erhalten werden.
Sputterverfahren: DC-Sputtern, Hochfrequenz-Sputtern, Magnetron-Sputtern, reaktives Sputtern.
1. DC-Sputtern
Es wird selten verwendet, da die Abscheidungsrate zu niedrig ist ~0,1 μm/min, das Substrat erwärmt sich, das Target muss leitfähig sein, hohe Gleichspannung und hoher Luftdruck.
Vorteile: einfaches Gerät, leicht zu steuern, gute Wiederholbarkeit der Schalung.
Nachteile: hoher Arbeitsdruck (10-2Torr), Hochvakuumpumpe funktioniert nicht;
Geringe Abscheidungsrate, hoher Anstieg der Substrattemperatur, es können nur Metalltargets verwendet werden (isolierende Targets führen zur Ansammlung positiver Ionen)
2. HF-Sputtern
HF-Frequenz: 13,56 MHz
Merkmale:
Die Elektronen machen eine oszillierende Bewegung, wodurch sich der Weg verlängert und keine Hochspannung mehr benötigt wird.
Isolierende dielektrische Dünnfilme können durch Hochfrequenzsputtern hergestellt werden
Der negative Vorspannungseffekt des HF-Sputterns ähnelt dem Gleichstrom-Sputtern.
3. Magnetronsputtern
Prinzip: Verwenden Sie das Magnetfeld, um die Richtung der Elektronenbewegung zu ändern, die Flugbahn der Elektronen einzuschränken und zu verlängern, die Ionisierungswahrscheinlichkeit der Elektronen zum Arbeitsgas zu verbessern und die Energie der Elektronen effektiv zu nutzen. Daher ist das Target-Sputtern, das durch den Beschuss des Targets mit positiven Ionen verursacht wird, effektiver und das Sputtern kann unter niedrigeren Luftdruckbedingungen durchgeführt werden. auf Untergründen, die nur mit der Zeit abgeschieden werden können.
