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材料分析

材料分析

  • 分类:解决方案
  • 发布时间:2022-05-19 08:29:35
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  材料分析(Material Analysis,MA)主要指对样品进行材料成分及结构的分析,包括化学组分、元素、元素价态、元素百分比、元素分布结构等。公司通过光谱分析、能谱分析、质谱分析等高精度表面微区分析技术,以及透射电子显微分析等高精度形貌分析技术,实现对样品的结构组织分布、元素比例构成、污染物情况等的深入分析判断。

材料的成分与结构决定了材料的特性,尤其是微观尺度下的表面与界面的成分与结构特性起着关键作用。best365体育官网平台拥有一系列以表面分析为代表的材料分析手段,可以实现高灵敏度、高精度定量或半定量分析,广泛用于研究分析亚微米和纳米级的表面缺陷。通过结合离子束剥蚀,表面分析应用还可以扩展到3D材料分析,为广泛产业提供技术支持,如半导体产业,数据存储,薄膜,聚合物和纳米科技等。

 

  一、材料分析主要分类

  表面材料分析、微区结构及成分分析

 

  二、表面分析项目如下

1、表面微区成分分析:利用电子束激发样品表面原子产生的俄歇电子(AES) ,来对样品表面元素进行鉴别与定量分析,实现空间分辨率100nm左右的微区分析及深度剖面分析

2、X光电子价态分析:利用X射线照射材料以测量材料表面逸出电子的动能和数量(XPS),测定材料中元素构成以及其中所含元素化学态和电子态,可进行表面污染物元素构成(深度维度1nm-10nm)、元素均匀性等判断

3、原子力表面形貌分析:通过检测待测样品表面和微小探针之间极微弱的原子间相互作用力(AFM),研究物质的表面形貌、结构及性质,可进行材料表面粗糙度、硬度、污染物等测量

4、固态表面微量质谱分析:利用二次离子的飞行时间(TOF SIMS)确定离子荷质比 ,实现高灵敏度元素检测(高于百万分之一浓度),通常用于样品表面有机与无机的痕量污染物分析,同时还能实现高灵敏的成分成像

5、掺杂浓度磁质谱分析:在超高真空条件下,利用二次离子在磁场中偏转现象确定离子的荷质比(D-SIMS),实现灵敏度高达十亿分之一(浓度)的深度分析,常用于分析晶片中离子注入及痕量杂质

6、傅里叶有机物光谱分析:利用红外光谱照射下样品吸收或发射的原理(FTIR),进行有机化合物成分的有效鉴定,了解分子结构,还可针对有机物使用过程控制,进行聚合物/材料研究  

 

  三、微区结构及成分分析

  1、透射电镜样品制备:由于透射电镜观测需要样品厚度足够薄,使得电子束能够穿透样品到达探测器,因此除普通制样技术外,还需进行离子束切片,切片厚度需达到100nm左右

2、透射电镜微观结构表征:经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品后,利用电子的波动性来观察材料的内部结构,通常用于观测晶体管级别样品的截面结构,并可搭配EDX实现成分分析

 

  

四、主要设备介绍

  1、原子力显微镜

通过检测待测样品表面和微小探针之间极微弱的原子间相互作用力,来研究物质的表面形貌、结构及性质。该仪器对样品表面粗糙度的分析有极高的分辨率,可达原子或接近原子级别。除此之外,原子力显微镜还可以在不同的模式下对材料进行各种定量分析。

(1)主要设备优势

最小至0.1nm 垂直分辨率

多种应用模块扩展,满足不同测试需求

真空吸附样品台,最大可测量12英寸硅片无需破坏性切割

轻敲模式测试,可适应柔性样品表面

(2)测试应用简介

表面成像/表面粗糙度测试

纳米压痕表面硬度分析

微电流漏电检测

2、X射线光电子能谱 XPS

X射线光电子能谱仪利用X射线激发材料表面以下1纳米到10纳米范围内所逸出光电子的结合能及数量,从而得到X射线光电子能谱来测定样品中的元素构成及元素化学态和电子态。借助于离子束的剥蚀,X射线光电子能谱还能实现深度剖析,并广泛应用于薄膜各层及界面分析。

  (1)主要设备优势

  拥有世界首创的扫描聚焦式X射线源,可对从最小7.5微米分析区域

  获得高灵敏度的分析数据结果

  全自动化分析,可以轻松地对绝缘样品达到自动中和效能

  高性能深度分析,75x75mm样品台

  全自动且高可靠度的测量,最佳能量分辨率低于0.48 eV(Ag3d5/2)

  (2)测试应用简介

  材料表面表征、元素化学价态、膜层深度测试

(3)材料表面表征简介

  信号来源:表面下1-10nm.

  利用0-1300eV 宽谱确定表面元素/污染物信息

  利用精扫确定表面元素/污染物含量

  能量分辨率:~0.48eV

  检测元素范围:Li~U

  检测精度: 0.1~1.0 at%

  因样品在运输过程中可能受空气污染物影响,best365体育官网平台将提供样品原貌表面分析,以及5nm溅射清理后的表面分析

  (4)元素化学价态

  利用元素精扫结果进行分峰分析,以获得相应元素化学价态。

  元素价态可用于分析:表面氧化,卤素污染,化合物推定。

  通过与深度结果综合分析,可以用于推测氧化层厚度。

  (5)膜层深度测试

  通过离子溅射剥离测试区域最外层,对样品进行逐层分析。

  溅射深度: 1-500nm

  溅射深度精度: 1-10nm

  溅射离子源:氩离子

  可用于推测氧化层深度,掺杂含量及深度,分析膜层结构。

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