Beim Goldsputtern entsteht in der Regel eine Schicht mit einer Dicke von 2-20 nm.
Dieser Bereich ist besonders für Anwendungen in der Rasterelektronenmikroskopie (REM) relevant.
Im REM dient die Beschichtung dazu, die Aufladung der Probe zu verhindern und das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern, indem sie die Emission von Sekundärelektronen erhöht.
Wie dick ist die Goldsputterbeschichtung? 4 wichtige Punkte zum Verständnis
1. Zweck des Goldsputterns im SEM
Im REM können sich bei nicht oder schlecht leitenden Proben statische elektrische Felder ansammeln, die die Bildgebung stören.
Um dies zu vermeiden, wird eine dünne Schicht aus leitfähigem Material wie Gold durch Sputtern aufgebracht.
Bei diesem Verfahren wird ein Metall auf eine Oberfläche aufgebracht, indem diese mit energiereichen Teilchen beschossen wird, in der Regel in einer Hochvakuumumgebung.
Die aufgebrachte Metallschicht trägt dazu bei, die elektrische Ladung von der Probe wegzuleiten, wodurch Verzerrungen in den REM-Bildern vermieden werden.
2. Dicke der Goldsputtering-Schicht
Die angegebenen Referenzen zeigen, dass gesputterte Schichten für REM-Anwendungen im Allgemeinen eine Dicke zwischen 2 und 20 nm aufweisen.
Dieser Bereich wird gewählt, um ein Gleichgewicht zwischen dem Bedarf an Leitfähigkeit und dem Erfordernis zu schaffen, die Oberflächendetails der Probe nicht zu verdecken.
Dickere Schichten könnten Artefakte erzeugen oder die Oberflächeneigenschaften der Probe verändern, während dünnere Schichten möglicherweise keine ausreichende Leitfähigkeit bieten.
3. Spezifische Beispiele und Techniken
Gold/Palladium-Beschichtung: Ein Beispiel beschreibt einen 6"-Wafer, der mit 3 nm Gold/Palladium beschichtet wurde, wobei bestimmte Einstellungen (800 V, 12 mA, Argongas und ein Vakuum von 0,004 bar) verwendet wurden.
Dieses Beispiel zeigt, welche Präzision beim Sputtern erreicht werden kann, wobei die Beschichtung über den gesamten Wafer gleichmäßig ist.
Berechnung der Beschichtungsdicke: Eine andere erwähnte Methode verwendet interferometrische Techniken zur Berechnung der Dicke von Au/Pd-Beschichtungen bei 2,5KV.
Die angegebene Formel (Th = 7,5 I t) ermöglicht die Schätzung der Schichtdicke (in Angström) auf der Grundlage des Stroms (I in mA) und der Zeit (t in Minuten).
Diese Methode legt nahe, dass typische Beschichtungszeiten zwischen 2 und 3 Minuten bei einem Strom von 20 mA liegen könnten.
4. Grenzen und Eignung des Goldsputterns
Obwohl das Goldsputtern für viele Anwendungen geeignet ist, ist zu beachten, dass Gold aufgrund seiner hohen Sekundärelektronenausbeute und der Bildung großer Körner in der Beschichtung nicht ideal für die Bildgebung mit hoher Vergrößerung ist.
Diese Eigenschaften können die Sichtbarkeit von feinen Probendetails bei hohen Vergrößerungen beeinträchtigen.
Daher eignet sich das Goldsputtern besser für die Bildgebung mit geringerer Vergrößerung, in der Regel unter 5000×.
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