聚焦离子双束显微镜(FIB-SEM)介绍

于 2024-10-28 12:09:07 发布 126 阅读 0 评论

设备概览

金鉴实验室配备了三台高性能的聚焦离子束扫描电子显微镜(FIB-SEM),型号分别为Zeiss Auriga Compact、FEI Helios Nanolab 450S和FEI Scios2。这些设备均配备了先进的X-Max大面积晶体电制冷能谱探头,专为轻元素分析设计,测试条件可达到≤127eV (Mn Ka 20,000cps),覆盖元素范围从Be4至Pu94,适用于Si晶体,活区面积达20mm²。

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技术基础

FIB-SEM双束系统通过集成气体沉积装置、纳米操纵仪、多种探测器以及可控制的样品台等附件,实现了微区成像、加工、分析和操纵的一体化。这种技术已广泛应用于半导体、材料科学、生命科学和地质学等多个领域。金鉴实验室凭借先进的FIB-SEM技术,能够提供精准的材料失效分析服务。我们的专业团队通过对样品的微观截面观察,帮助客户识别材料缺陷和失效机制,为产品的改进提供可靠的数据支持。

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技术规格

Zeiss Auriga Compact FIB-SEM的主要技术参数包括:

FEI Helios Nanolab 450S的特点在于:

  • 使用FIB进行样品切割,SEM进行缺陷定位和成像

  • 可切割出30-50nm的薄片,配合EDS/EELS探测器进行TEM/STEM成像和化学性质分析

  • 设备的高通量和高分辨率使其成为TEM制样、成像和分析的理想选择
技术参数:

FEI Scios2的特点包括:

  • 超高分辨率聚焦离子束扫描电子显微镜,适用于高质量样品制备和3D表征

  • 结合Thermo Scientific AutoTEM 4软件和赛默飞世尔科技的应用专业知识,简化了S/TEM样品的制备流程


FIB技术注意事项

  • 样品尺寸应为5×5×1cm,过大样品需切割

  • 样品需具备导电性,不导电样品需喷金处理

  • 切割深度不得超过10微米


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应用领域

金鉴实验室提供的Dual Beam FIB-SEM服务,覆盖了材料失效分析、TEM样品制备、材料微观截面截取与观察、样品微观刻蚀与沉积以及三维成像分析等。

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制样流程

在金鉴实验室,我们提供高效的TEM样品制备服务。利用FIB-SEM技术,我们能够切割出所需厚度的薄片,确保样品在透射电子显微镜下的成像质量,TEM样品制备流程包括:

1. 粗挖:使用较大束流定位目标区域

2. 细挖:使用较小束流修整薄片至所需厚度

3. U-CUT:在I-beam上剪断样品底部和侧面

4. 提样:使用纳米手将薄片焊接到Grid上

5. 剪薄:使用小束流均匀剪薄样品

6. 清洗:清除样品表面的不定型层

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微观截面截取与观察

金鉴实验室提供专业的材料微观截面观察服务。通过FIB-SEM技术,我们能够精准切割样品,观察内部结构,如键合线和镀层的截面形貌,为材料的工艺优化提供科学依据,确保产品质量的稳定性。

1.FIB切割键合线:利用FIB对键合线进行截面制样,不仅可以观察到截面晶格形貌,还可掌控镀层结构与厚度。


2.FIB切割芯片金道:金鉴实验室FIB-SEM产品工艺异常或调整后通过FIB获取膜层剖面对各膜层检查以及厚度的测量检测工艺稳定性。



3.FIB切割支架镀层:利用FIB切割支架镀层,避免了传统切片模式导致的金属延展、碎屑填充、厚度偏差大的弊端,高分辨率的电镜下,镀层晶格形貌、内部缺陷一览无遗。


FIB-SEM扫描电镜下观察支架镀层截面形貌,镀层界限明显、结构及晶格形貌清晰,尺寸测量准确。此款支架在常规镀镍层上方镀铜,普通制样方法极其容易忽略此层结构,轻则造成判断失误,重则造成责任纠纷,经济损失!



FIB-SEM扫描电镜下观察支架镀层截面形貌。此款支架在镀铜层下方镀有约30纳米的镍层,在FIB-SEM下依然清晰可测!内部结构、基材或镀层的晶格、镀层缺陷清晰明了,给客户和供应商解决争论焦点,减少复测次数与支出。



4.FIB其他领域定点、图形化切割



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材料沉积

利用电子束或离子束分解金属有机气体化合物,实现在样品特定区域的材料沉积,如Pt点阵或直线,可用于修改器件电路。

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