上透射電鏡拍攝的樣品薄片厚度不能超過200 nm,因此在上透射電鏡前要進(jìn)行前處理,離子減薄儀的作用就是將樣品薄片減薄至200 nm以下。硅片在生活中很常見,且在電子電器行業(yè)中也使用的非常多。
本文使用了鼎竑離子減薄儀GU-AI9000對硅片進(jìn)行了減薄,鼎竑離子減薄儀GU-AI9000如圖1。
圖1 鼎竑離子減薄儀GU-AI9000
實(shí)驗(yàn)部分
儀器減薄參數(shù)
電壓:9 kv
電流:0.4 A
減薄時(shí)間:1.5 h
設(shè)定灰度值:235
破孔值:6
樣品與離子槍角度:15°
樣品前處理
將10*10 mm的硅片使用機(jī)械沖鉆成3 mm直徑的圓片,后機(jī)械減薄至30 µm。
結(jié)果與討論
(1)減薄后硅片光鏡圖
硅片經(jīng)過減薄后的光學(xué)顯微鏡圖如圖2。
圖2 硅片光鏡圖
經(jīng)過觀察,硅片中心已穿孔,硅片的厚度從中心到邊緣為0到50 µm,說明孔洞周圍有小于200 nm的薄區(qū)。
(2)減薄后硅片電鏡圖
減薄后的硅片上透射電鏡所得到的圖片如圖3。
圖3 硅片透射電鏡圖(左圖為明場圖像,右圖為暗場圖像)
圖片左下方空缺為減薄時(shí)打穿的孔洞,可以明顯看出孔洞周圍有達(dá)到上透射電鏡要求的薄區(qū)。
結(jié)論
本文利用鼎竑離子減薄儀GU-AI9000對硅片進(jìn)行了減薄。該儀器方法參數(shù)良好,可以快速高效完成對硅片的減薄,使硅片擁有足夠的薄區(qū)上透射電鏡拍攝。由于硅片的韌性小易碎,而離子減薄對比機(jī)械減薄可以有效避免樣品破碎,因此本方法是一個(gè)較安全的方法,滿足對硅片減薄的要求。同時(shí)稍改良該方法參數(shù)也可對其他材料的樣品進(jìn)行減薄。