俄歇电子能谱(AES/Auger)

俄歇电子能谱(AES/Auger)是一种利用高能电子束作为激发源的表面敏感分析技术。被电子束激发的原子随后可以松弛,导致“俄歇”电子的发射。发射的俄歇电子的动能是样品顶部3-10nm内存在的元素的特征。

这项技术于1923年以法国物理学家皮埃尔·维克多·奥格的名字命名。然而,大多数人现在都认为奥地利-瑞典物理学家Lise Meitner是第一个发现原子表面的电子发射可以产生能量特征的人。

俄歇电子能谱(AES/Auger技术使用初级电子束,通常在 3 至 25 keV 范围内。被电子束激发的原子可以通过俄歇电子的发射弛豫。发射的俄歇电子的动能是测量的,并且是样品表面存在的元素的特征。所得频谱通常绘制为信号强度与动能的导数,每个元素都显示出用于元素识别的唯一“指纹”。

 

电子束可以在大或小的表面积上光栅,也可以直接聚焦在小的表面特征上。该扫描电子束还生成二次电子(SEM)图像,用于定位感兴趣的特征。俄歇贴图和线扫描显示表面上元素的横向分布,而深度剖面可以揭示构成深度的函数。

AES主要应用

俄歇电子能谱AES具有较小的电子束直径,在投资颗粒和小面积时非常有用,因为它能够研究小于25nm的尺寸。当薄膜太薄而无法进行EDS分析时,它还提供了一个很好的替代方案。俄歇电子能谱AES可以通过溅射对薄膜堆叠进行微米或更深的采样。

最重要的是,俄歇电子能谱AES是一种半定量方法,这意味着我们通常根据设备制造商提供的标准灵敏度因子提供结果。如果需要更准确的结果,可以通过查看已知成分并将其与未知材料进行比较来获得这些结果。

电子束可以在不同大小的区域上进行扫描,也可以直接聚焦在感兴趣的特定表面特征上。这种将电子束聚焦到直径为 10-20 nm 的能力使俄歇电子能谱成为对小表面特征进行元素分析的非常有用的工具。其他可以考虑的技术是XPSTXRF。当与溅射离子枪结合使用时,俄歇电子能谱还可以进行成分深度剖析。

俄歇电子能谱Auger的高空间分辨率能力和表面灵敏度使其成为以下类型应用的首选技术:

  • 分析亚微米颗粒以确定污染
  • 识别电子设备中的缺陷以调查故障原因
  • 确定电抛光器件的氧化层厚度
  • 芯片上焊盘的小面积深度剖面
  • 在变色或腐蚀区域绘制元素分布图
  • 膜堆中埋藏缺陷的横截面分析
  • 识别金属断裂、疲劳和失效中的晶界污染
  • 类金刚石碳(DLC) 等薄膜涂层的完整性和均匀性

AES理想用途

  • 缺陷分析
  • 粒子分析
  • 表面分析
  • 小面积深度剖析
  • 薄膜分析组合物
  • 冶金分析

AES优势强项

  • 高空间分辨率:≥10nm最小光斑尺寸
  • 出色的表面灵敏度,顶部 3-10nm
  • 识别除 H 和 He 之外的所有元素
  • 小区域的二维和三维元素分布
  • 元素组成的快速分析
  • 可分析高达300mm的晶圆

AES缺点限制

  • 最少的化学状态信息
  • 绝缘子很难
  • 样品必须与真空兼容
  • 检出限为 ~0.1% 至 1% 原子

AES技术规格

  • 检测到信号:来自近表面原子的俄歇电子
  • 检测到元素:Li-U
  • 检测限:0.1-1at%; 亚单层
  • 深度分辨率:2-20 nm(在深度分析模式下)
  • 成像/映射:是的
  • 横向分辨率/探针尺寸:≥10 纳米

康派斯在处理常规和非常规俄歇分析请求方面拥有无与伦比的经验,多年来,一直使用俄歇电子光谱来解决各种工业分析应用。

康派斯广泛的俄歇电子光谱学AES专业知识具有直接的分析优势,无论我们是分析亚微米颗粒以确定晶圆加工设备中的污染源,还是分析电子设备中的缺陷以调查故障的根本原因。 最后,俄歇分析在冶金研究,包括在电镀抛光氧化层厚度的测定医疗器械,康派斯不断利用其经验帮助解决许多行业领域客户的苛刻问题。

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