聚焦离子束技术(FIB)样品制备指南

于 2024-11-25 18:01:01 发布 204 阅读 0 评论

聚焦离子束(FIB)技术是一种先进的微纳加工技术,它通过电透镜系统将离子束聚焦至纳米级,对材料表面进行精确的加工,包括剥离、沉积、注入、切割和改性等多种操作。

FIB技术与扫描电子显微镜(SEM)等高分辨率显微镜相结合,为纳米尺度的分析和制造提供了强大的技术支持。金鉴作为国内领先的光电半导体检测实验室,为了方便大家对材料进行深入的失效分析及研究,提供Dual Beam FIB-SEM服务,包括透射电镜( 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材料三维成像及分析等。

FIB技术的应用范围


1. 微观结构分析:利用FIB技术制备的透射电子显微镜(TEM)样品,可以实现材料微观结构的高分辨率观察。

2. 微纳结构加工:在微电子领域,FIB技术可用于芯片线路的精确修改和微纳结构的加工,如纳米孔阵列、等离子器件和微流体通道等。

3. 集成电路修正:在集成电路(IC)制造过程中,FIB技术能够修正微区电路的蚀刻错误,实现电路的精细调整,精度可达到5纳米级别。金鉴实验室在此领域具备专业的技术团队,能够为客户提供分析服务。

4. 生物样本分析:在生命科学领域,FIB技术可用于制备生物样本的超薄切片,进行高分辨率成像和分析。

5. 三维结构重建:结合FIB和SEM技术,可以实现材料内部结构的三维重建,获取三维图像。

FIB技术的测试项目



1. TEM样品制备:FIB技术可以精确定位并切割材料,制备适合TEM分析的样品。

2. 微纳结构加工:FIB技术可以精确地搬运和加工微纳结构,形成特定的形状或图案。

3. 截面分析FIB技术可以制备材料的截面样品,并通过SEM和能谱分析(EDS)来分析材料的成分和结构。

4. 电子背散射衍射(EBSD)分析:利用FIB制备的样品,可以进行晶体取向成像、显微织构和界面分析。金鉴实验室在EBSD分析方面的专业能力,能够为客户提供深入的材料特性分析。

5. 三维原子探针样品制备:FIB技术可以制备适合三维原子探针分析的样品,用于研究材料的原子级结构。

FIB制样流程和要求



1. 目标定位:在SEM下精确定位需要分析的区域,这是制样成功的关键。

2. 表面处理:对于非导电样品,可能需要喷Pt来提高导电性。

3. 样品制备:使用FIB技术将目标区域两侧的样品挖空,保留目标区域。金鉴实验室在样品制备过程中,严格遵循标准操作程序,确保样品的完整性和质量。

4. 取样:使用机械纳米手取出薄片,并进行离子束减薄。

5. 减薄:将样品减薄至适合TEM观察的厚度。

6. 样品安装:将减薄后的样品焊接到铜网上的样品柱上,并标记样品位置。

样品要求


样品状态:粉末、块状或薄膜样品均可进行测试。

粉末样品:尺寸至少为5μm以上,且无磁性。

块状/薄膜样品:最大尺寸不超过2cm,高度不超过3mm,无挥发性,可以有磁性。

注意事项


样品确认:在SEM电镜中确认样品符合FIB制样要求,并在订单中详细说明所有测试要求。

样品清洁:使用酒精清洗样品表面,确保无油脂类物质,并避免裸手触摸样品表面。

导电性:样品应具有良好的导电性,如导电性较差,需进行喷金或喷碳处理。

TEM拍摄咨询:如需进行TEM拍摄,应在下单前咨询测试老师。

结果展示


1. TEM透射样品:FIB制备的TEM样品可用于展示材料的微观结构。

2. 剖面分析:通过SEM/EDS分析,可获取材料的化学成分和结构信息。

3. 微纳加工:FIB加工的微纳结构可用于微电子器件的制造和修复。

4. 三维原子探针制样:FIB技术制备的样品可用于原子级结构分析。

5. 三维重构:结合FIB和SEM技术,可获取材料内部结构的三维图像,为三维重构提供数据。

常见问题解答


问:FIB切割后透射薄片上存在孔或局部脱落是否会影响结果?

答:切样的目的是使试样变薄,材料变薄后可能会局部剥落或穿孔,这属于正常现象。存在薄区域不会影响透射拍摄,也可以进行离子变薄制样,将试样穿入孔内。

总体而言,FIB技术凭借其高精度和多功能性,在材料科学、微电子和生命科学等多个领域中发挥着关键作用。通过精确的加工和分析,FIB技术为研究人员提供了深入理解材料特性和结构的重要工具。金鉴实验室拥有先进的FIB技术设备和专业的技术团队,能够提供标准的FIB测试服务,为您的研究或产品质量控制提供强有力的数据支持。

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