半导体工程师专区 2022年2月18日
以下是关于扫描电子显微镜SEM的分析原理介绍：
SEM利用高能电子束与样品相互作用，检测由此产生的二次电子、背散射电子、吸收电子及X射线等，经过放大成像，以观察样品的形貌特征。
SEM所提供的信息包括：断口形貌、表面显微结构、薄膜内部的显微结构以及微区和面分布的元素分析等。
SEM的应用范围广泛，主要用于:
1. 材料表面形貌及微区形貌的观察。
2. 对各种材料形状、大小、表面、断面及粒径分布进行分析。
3. 薄膜样品表面形貌观察，薄膜粗糙度及膜厚分析。
相较于透射电镜，扫描电子显微镜的样品制备过程较为简单，通常不需要包埋和切片。
样品制备的要求与注意事项:
样品必须是固体，且需满足无毒、无放射性、无污染、无磁性、无水分以及成分稳定等要求。
在制备过程中，若表面受到污染，需在不试样表面结构的前提下进行适当清洗并烘干；新断开的断口或断面一般不需要处理，以免其结构状态；若需侵蚀试样表面或断口，应确保其清洁并烘干；磁性样品需预先去磁；试样大小需适合仪器专用样品座。
常见的样品制备方法:
对于块状样品，若是导电材料则可直接观察，若是非导电或导电性能差的材料，则需先进行镀膜处理以避免电荷累积影响图像质量。
对于粉末样品，可采取双面胶粘在铜片上的方法，将被测样品颗粒分散在铜片上，再置于试样台上进行观察。
镀膜法中包括真空镀膜和离子溅射镀膜等多种方法，其中真空蒸发镀膜法是通过在真空室中加热蒸发原材料，使其形成薄膜；而离子溅射镀膜则是通过辉光放电产生正的气体离子，再轰击靶材使材料溅来形成薄膜。
离子溅射镀膜的特点与优势:
此方法适用于任何可做成靶材的材料，易于实现溅射；溅射所获得的薄膜和基片结合较好；消耗贵金属少且工艺可重复性好，膜厚可控制，可在大面积基片上获得厚度均匀的薄膜。
离子溅射的几种主要方法包括直流溅射、射频溅射、磁控溅射以及反应溅射等。
每一种溅射方法都有其特点和适用范围，例如磁控溅射能有效解决基片温升高和溅射速率低的问题，而反应溅射则适用于一些不易找到块材制成靶材的材料或薄膜成分容易偏离靶材原成分的情况。
镀膜操作流程简介:
将制好的样品台放在样品托内，将此托置于离子溅射仪中，完成真空稳定及镀金等操作后即可取出样品。
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