金鑑材料分析 聚焦離子束顯微鏡(FIB-SEM)可靠性LED檢測

2020-12-17 騰訊網

設備型號：Zeiss Auriga Compact

聚焦離子束(FIB)與掃描電子顯微鏡(SEM)耦合成為FIB-SEM雙束系統後，通過結合相應的氣體沉積裝置，納米操縱儀，各種探測器及可控的樣品臺等附件成為一個集微區成像、加工、分析、操縱於一體的分析儀器。其應用範圍也已經從半導體行業拓展至材料科學、生命科學和地質學等眾多領域。為方便客戶對材料進行深入的失效分析及研究，金鑑實驗室現推出Dual Beam FIB-SEM業務，並介紹Dual Beam FIB-SEM在材料科學領域的一些典型應用，包括透射電鏡( TEM)樣品製備，材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等。

金鑑實驗室FIB-SEM技術參數：

AURIGA Compact

主機臺

FESEM

FIB

解析度

0.9nm at 30kV

1.2nm at 15kV and optimum WD

2.5nm at 1kV and optimum WD

5nm(30kV,1pA)

放大倍率

12x-1000kx

600x-500kx

束流

4pA-100nA

1Pa-50nA

加速電壓

0.1-30kV

1-30kV

電子槍

肖特基熱場發射型

Ga液態金屬離子源(LMIS)

氣體注入系統

a)最多為5通道的多通道氣體注入器

(Pt,C,W,I2,Au,SiOX,XeF2以及要求的其它前驅體)

b)帶有集成式局部電荷中和系統的最多為4通道的多通道氣體注入器.

以及/或者配備原位清潔裝置（可使用所有的標準探頭）

c)只有一個前驅體的單通道氣體注入器系統（Pt氣體）

d)全自動和氣動式可伸縮氣體注入器系統，可用作局部電荷中和或原位樣品清潔裝置

（可以使用所有的高真空標準探測器）

探測器

In-lens：高效環形in-lens二次電子探測器

Chamber:ET二次電子探測器

聚焦離子束技術（FIB）注意事項：

（1）樣品大小5×5×1cm，當樣品過大需切割取樣。

（2）樣品需導電，不導電樣品必須能噴金增加導電性。

（3）切割深度必須小於10微米。

金鑑實驗室FIB-SEM技術及應用：

1.FIB透射樣品製備流程

對比與傳統的電解雙噴，離子減薄方式製備TEM樣品，FIB可實現快速定點制樣，獲得高質量TEM樣品。

最終減薄TEM樣品結果：

2.材料微觀截面截取與觀察

SEM僅能觀察材料表面信息，聚焦離子束的加入可以對材料縱向加工觀察材料內部形貌，通過對膜層內部厚度監控以及對缺陷失效分析改善產品工藝，從根部解決產品失效問題。

（1）FIB切割鍵合線

利用FIB對鍵合線進行截面制樣，不僅可以觀察到截面晶格形貌，還可掌控鍍層結構與厚度。

（2）FIB切割晶片金道

金鑑實驗室FIB-SEM產品工藝異常或調整後通過FIB獲取膜層剖面對各膜層檢查以及厚度的測量檢測工藝穩定性。

（3）FIB切割支架鍍層

利用FIB切割支架鍍層，避免了傳統切片模式導致的金屬延展、碎屑填充、厚度偏差大的弊端，高解析度的電鏡下，鍍層晶格形貌、內部缺陷一覽無遺。

FIB-SEM掃描電鏡下觀察支架鍍層截面形貌，鍍層界限明顯、結構及晶格形貌清晰，尺寸測量準確。此款支架在常規鍍鎳層上方鍍銅，普通制樣方法極其容易忽略此層結構，輕則造成判斷失誤，重則造成責任糾紛，經濟損失！

FIB-SEM掃描電鏡下觀察支架鍍層截面形貌。此款支架在鍍銅層下方鍍有約30納米的鎳層，在FIB-SEM下依然清晰可測！內部結構、基材或鍍層的晶格、鍍層缺陷清晰明了，給客戶和供應商解決爭論焦點，減少複測次數與支出。

（4）FIB其他領域定點、圖形化切割

3. 誘導沉積材料

利用電子束或離子束將金屬有機氣體化合物分解，從而可在樣品的特定區域進行材料沉積。本系統沉積的材料為Pt，沉積的圖形有點陣，直線等，利用系統沉積金屬材料的功能，可對器件電路進行相應的修改，更改電路功能。

4.材料的三位相貌表徵

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