Bei der Sputterbeschichtung für das REM wird in der Regel eine hauchdünne Metallschicht, z. B. aus Gold, Gold/Palladium, Platin, Silber, Chrom oder Iridium, auf nicht oder nur schlecht leitende Proben aufgebracht.
Der Zweck dieser Beschichtung besteht darin, die Aufladung der Probe zu verhindern und das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern, indem die Emission von Sekundärelektronen erhöht wird.
Die Dicke der gesputterten Schichten liegt im Allgemeinen zwischen 2 und 20 nm.
5 Wichtige Erkenntnisse über die Sputterschichtdicke
1. Dickenbereich
Die in der Rasterelektronenmikroskopie (REM) verwendete Standarddicke für Sputterschichten liegt zwischen 2 und 20 nm.
Dieser Bereich wird gewählt, um sicherzustellen, dass die Beschichtung dünn genug ist, um die feinen Details der Probe nicht zu verdecken, aber dick genug, um eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit zu gewährleisten und Aufladung zu verhindern.
2. Spezifische Beispiele
Ein 6-Zoll-Wafer wurde mit dem SC7640 Sputter Coater mit 3 nm Gold/Palladium beschichtet, was zeigt, dass mit Präzisionsgeräten sogar noch dünnere Schichten (bis zu 3 nm) erreicht werden können.
Eine TEM-Aufnahme zeigte einen 2 nm dünnen gesputterten Platinfilm, was auf die Fähigkeit hinweist, sehr dünne Beschichtungen herzustellen, die für hochauflösende Bildgebung geeignet sind.
3. Berechnung der Schichtdicke
Experimente mit interferometrischen Techniken haben eine Formel zur Berechnung der Dicke von Au/Pd-Schichten ergeben: [Dabei ist ( Th ) die Dicke in Angström, ( I ) der Strom in mA und ( t ) die Zeit in Minuten.
Diese Formel ist unter bestimmten Bedingungen anwendbar (V = 2,5KV, Abstand zwischen Ziel und Probe = 50mm).
4. Gleichmäßigkeit und Präzision der Beschichtung
High-End-Sputterbeschichtungsanlagen, die mit Funktionen wie Hochvakuum, Inertgasumgebung und Schichtdickenüberwachung ausgestattet sind, können Schichten mit einer Dicke von bis zu 1 nm abscheiden.
Diese Präzisionswerkzeuge sind entscheidend für Anwendungen, die eine hohe Auflösung erfordern, wie z. B. die EBSD-Analyse, bei der selbst kleinste Details wichtig sind.
5. Auswirkungen der Schichtdicke auf die Bildgebung
Bei SEM mit hoher Auflösung (<5 nm) können Schichtdicken von 10-20 nm beginnen, feinere Details der Probe zu verdecken.
Daher werden dünnere Schichten bevorzugt, um die Integrität der Oberflächenmerkmale der Probe zu erhalten.
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