1、第三章 扫描电子显微分析n 电子束与固体样品作用时产生的信号 n 扫描电镜 发展简史n 扫描电镜工作原理及构造1形貌分析简介n 形貌是表面分析的重要组成部分，主要分析表面几何形貌，颗粒度以及颗粒度的分布等方面。 n 扫描电子显微镜n 透射电子显微镜n 扫描隧道显微镜n 原子力显微镜a photoresist layer used in semiconductor manufacturing 2Multilevel interconnections in an SRAMproduced in 0.35 m technical33.1 电子束与固体样品作用时产生的信号n 散射n 当一束聚焦电子沿一
2、定方向射到样品上时，在样品物质原子的库仑电场作用下，入射电子方向将发生改变，称为散射。n 原子对电子的散射还可以进一步分为弹性散射和非弹性散射。n 在弹性散射中，电子只改变运动方向，基本上无能量变化。n 在非弹性散射中，电子不但改变方向，能量也有不同程度的衰减，衰减部分转变为热、光、 X射线、二次电子等。4n 可见原子序数越大，电子的能量越小，距核越近，则散射角越大。n 一般说来，原子对电子的散射远较对X射线的散射为强，因此电子在物质内部的穿透深度要较 X射线小得多。5电子束与固体样品作用时产生的信号6电子束与固体样品作用时产生的信号与应用n 二次电子：外层价电子激发 (SEM 表面形貌分析
3、)n 背散射电子：被反弹回来的一部分入射电子 (SEM表面形貌及成分衬度像（ 粗略 )n 吸收电子 (SEM)n 透射电子（ TEM 微区的组织形貌、结构 分析）n 俄歇电子：内层电子激发 (AES，表面层成分分析) n 特征 X射线：内层电子激发 (EPMA，成分分析 )78在扫描电镜中，由电子激发产生的信号的信息深度：俄歇电子 1 nm (0.5-2 nm)二次电子 5-50 nm背散射电子 50-500 nmX射线 0.1-1m93.1.1二次电子n 当入射电子与 原子核外电子 发生相互作用时，会使原子失掉电子而变成离子，这种现象称为电离，而这个脱离原子的电子称为二次电子。n 二次电子的能量较低，不超过 50eV。二次电子只能从样品表面层 5-nm深度范围内被入射电子束激发出来，大于10nm时，虽然入射电子也能使核外电子脱离原子而变成自由电子，但因其能量较低以及平均自由程较短，不能逸出样品表面，最后只能被样品吸收。n 特点：n 对样品表面形貌敏感n 空间分辨率高n 信号收集效率高10
