雙束型聚焦離子束顯微鏡 Dual-Beam Focused Ion Beam
編按:微奈米科技研究中心四大技術團隊之一的「奈米材料分析」團隊,以最先進的穿透式電子顯微鏡,提供元件材料的結構與元素組成的分析服務,最小觀測尺度可達0.3 nm。此團隊另以優異之FIB試片製備技術,能定點切中微小區域,快速製備出滿足高解析度電子顯微鏡拍攝條件,及微區域成分分析的理想觀察試片,並搭配最新型的顯微鏡設備來觀察影像,提供完整之樣品檢測分析。本期主要介紹「雙束型聚焦離子束顯微鏡」,歡迎各界洽詢使用。
本中心的雙束型聚焦離子束顯微鏡(Dual-Beam Focused Ion Beam, DB-FIB)為FEI Nova NanoLab 200(如圖一)。「雙束型」是指機台包含「離子束」及「電子束」,主要功能與應用有以下四點:
- 微小定點截面切割(Precise Cutting):以Ga液態金屬產生離子後聚焦形成離子束,藉由離子束的撞擊能力進行切割,可切割之最小線寬約20 nm,相當方便應用在微小定點或軟硬相差較大的多層材質樣品,如圖二的軟材質SnCu薄膜經熱處理後,可觀察到截面鍍層內裂縫的完整形貌,避免機械研磨的破壞。切割後的截面可直接用離子束或電子束進行即時觀察。本中心亦加裝能量分散光譜儀EDS(Energy Dispersive Spectroscopy),可直接進行元素定性定量分析。
- 選擇性表面沉積(Selective Deposition):以離子束的能量分解有機金屬蒸氣,並在樣品的特定局部區域進行金屬導體沉積,透過不同的GIS(Gas Injection System)可進行不同材料的沉積。目前本中心提供有鉑(Pt)和碳(C)兩種沉積層,方便應用在微小區域電性連接,例如單根奈米柱電性量測的電極製作。
- 強化性蝕刻或選擇性蝕刻(Enhanced / Selective Etching):用腐蝕性氣體加速特定材料的切割效率,或可移除選擇性材料,如圖三。目前本中心提供的腐蝕性氣體包含:XeF2, I2等。
- TEM試片準備(TEM Specimen prepared):此機台上加裝試片取出裝置─奈米鎢探針銲接儀(Omni Probe Auto Probe 200),可協助製作TEM用試片,尤其是截面樣品可保留結構完整性,或是配合本中心TEM上加裝的奈米壓痕試驗機,可針對TEM試片進行特殊微小形狀的加工,以進行機械行為的探討。
更多本機台介紹,請參見原廠説明。
♦ 諮詢窗口:梁美蘭工程師
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