透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope)

方式

透過型電子顕微鏡(TEM)は物質解析には非常に強力なシステムであり、
原子レベルの解像度が提供されることにより簡単に"ナノの世界"に到達することが出来ます。

物質の形態かんさつには広く使用されている一方、結晶構造解析、元素分析も可能であり、
応用分野は半導体から磁器、合金、高分子、生物医療材料と応用分野は多岐に亘ります。

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研究開発支援致します。

対応装置

  • ・フィリップスTecnai F-20(電界放射電子銃)TEM3台
  • ・HAADF STEM検知器
  • ・電子エネルギーアナライザー(EELS)
  • ・Gatan925二重傾斜試料ホルダー
  • ・EDX 点分析、線分析、面分析
  • ・STEM像
  • ・イオンミリング(PIPS)
  • ・保護膜塗布装置(C、Al、Pt、SiO2、・・・)

  • HAADF Detector HAADF Detector
  • Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) Detector Electron Energy Loss
    Spectroscopy (EELS) Detector
  • Gatan 925 Double Tilt Rotation Holder Gatan 925 Double Tilt
    Rotation Holder

試料作成装置

  • ・デュアルビームFIB:FEI Helios 400S,FEI NOVA 600,FEI Quanta 3D FEG
    Ga+ ion/electron
    ビームエネルギー~30kV
    電流:pA to nA range
    Carbon,Al,Pt,SOG
    資料切断サイズ:Length=20-100um,depth=5~30um
  • ・Fischione プラズマクリーナー
  • ・Gatam 691 Precision Ion Polishing System(PIPS)(EELS)
  • ・Gatam 600 Ion Miller
  • ・EzLaze 3 Laser Cutting Systems
  • ・Sputtering/Evaporation Coater
  • ・Polishers
  • Helios 400S Helios 400S
  • Nova Nova
  • Quanta Quanta
  • Strata FIB 201,205 Strata FIB 201,205
  • SBT 910 Polisher SBT 910 Polisher
  • Hitachi Ion Sputter Hitachi Ion Sputter
  • 108 Auto/SE Sputter Coater 108 Auto/SE Sputter Coater
  • Gatam 691 Precision Ion Gatam 691 Precision Ion
  • Metaserv 2000 Polisher Metaserv 2000 Polisher
  • Buehler Polisher Buehler Polisher
  • Gatam 600 Ion Miller Gatam 600 Ion Miller
  • EzLaze 3 Laser EzLaze 3 Laser

性能

  • ・32nm and 22nm 半導体材料とプロセス解析
  • ・TEM 暗視野/明視野・高分解像
    点分解能 2.4Å
    線分解能 1.02Å
  • ・STEM 明視野/高角度暗視野(HAADF) , Z-contrast
    分解能 1.9Å
  • ・EELS 面分析/線分析/点分析
    広視野エネルギーフィルター : 20μmφ
    高単色性 : max Δe < ±1 eV at 200 kV
  • ・EDX 面分析/線分析/点分析
    ビーム径 <5nm
  • ・ナノビーム回折 (NBD)
    ビーム径 <5nm, 高精細ビームスポット
  • ・選択領域回折Selective Area Diffraction (SAD)

この様な潜在的応用技術は、学術分野のみならず多様な産業分野の先端研究開発活動で発揮されており、
以下に例を示します。

  • ・原子像、格子面、層間膜等ナノメーター以下の形状の高分解能像
  • ・相形成、相分離、相沈積の同定や結晶/非晶質構造の検証
  • ・結晶化構造の回折パターン解析, DC (Diamond Cubic), BCC (Body-Centered Cubic),
    FCC (Face-Centered Cubic), HCP (Hexagonal close-packed),等。
  • ・結晶欠陥の晶癖面の決定、端面や螺旋転移、格子欠陥の傾斜面、双晶面などのバーガーヴェクトル
  • ・転移移動速度、転移形成エネルギー、欠陥網における転位密度など欠陥力学の研究
  • ・ナノメーターサイズの特定物質への本技術の最先端応用を示す。
    例えばFIBを用いて目的箇所を高精度に切断し、故障箇所をピンポイントで正確に断面化し、
    EDX分析と組み合わせて5nm(この大きさはTEM/EDXのビームサイズで決まるが)
    の超微細領域の分析を行う等最も強力な技法である。
  • Channel defect in SRAM cell Channel defect in
    SRAM cell
  • Ultra thin gate oxide, 4.3 Ǻ Ultra thin gate oxide,
    4.3 Ấ
  • Carbon nano tube Carbon nano tube
  • Quantum well in GaN LED Quantum well in
    GaN LED
  • 0.13um via hole <br />
of Cu damascene 0.13um via hole of Cu
    damascene
  • Si-Ge epitaxial growth Si-Ge epitaxial growth

Silicide extrusion inspection by HAADF imaging
Silicide extrusion inspection by HAADF imaging

EELSとEDXの比較

EELS C, N, O等軽元素の分析に有利
EDX W, TA, Hf, Ni, Pt, Si, Au等重元素の分析に有利

  • Zero loss Zero loss
  • Oxygen EELS Oxygen EELS
  • Nitrogen EELS Nitrogen EELS
  • HAADF HAADF
  • Silicon EDX Silicon EDX
  • Tungsten EDX Tungsten EDX

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