基于扫描电镜和能谱仪的薄膜表面形貌和厚度同时测量研究

REN Feixu, QU Guofeng, ZHANG Xin,HAN Jifeng, SONG Ruiqiang, LIU Xingquan, CHEN Lei, YAN Xiaoyu,ZHANG Yirong,LENG Qiangzhong, LIU Jizhen

Journal of Analytical Science（2023）

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摘要

扫描电子显微镜通过电子束轰击样品产生的二次电子、背散射电子等实现对样品表面形貌的观测,通过对样品横断面的观测来获得薄膜厚度信息,但难以实现对薄膜表面形貌和厚度的同时观测.通过能谱仪研究各种厚度的薄膜同其激发的特征X射线计数率之间的关系,实现了通过特征X射线计数率来测量薄膜厚度的方法.对于激光吹气系统所需的钨薄膜而言,结果表明,计数率随薄膜厚度的增加先线性增加后趋于稳定,利用该曲线的直线部分作为刻度曲线,可实现对5～19μm范围内钨薄膜表面形貌和厚度的同时测量,精度约为10％,通过增加电子能量可实现对更厚样品的测量.该方法可推广到其他种类的薄膜研究,有助于推动薄膜物理研究的开展.

关键词

Scanning electron microscope,X-ray energy dispersive spectrometer,Film thickness,Characteristic X-ray,Standard sample method

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