半导体内连结的化学成分表征

在标准扫描透射电子显微镜 (干)上使用 30毫米2.的探测器面积的能量分散 十、射线光谱(编辑部或 EDX)可在几分钟内提供具有纳米级分辨率的元素面分析。分析条件是,当探测器头足够小(细管径设计),探测器就可以尽可能接近试样(高固体角)并且相对试样足够高(高检出角)。后者有助于避免阴影效应和降低吸收对结果的负面影响。

标准茎安装30毫米2.有效面积,带有使突然转向的EDS探测器可以达到0.09 sr固体角和22°的检出角。我们用它来分析半导体内连接结构(图1)。元素分布可以被成功表征。使用克里夫·洛里默方法定量处理EDS数据。精神软件中克里夫·洛里默理论因子的计算基于以下信息:

  • 具有辐射横截面和荧光产生值的强大,完备的原子数据库
  • 探测器与试样的几何构型
  • 探测器的量子效率

在相同条件下研究的一系列标本中,使用理论计算因子的 克里夫·洛里默方法相对于样本系列中所选的标准样品,可精确到几个原子百分比内。EDS数据清楚地显示了 助教和 锡互连衬里的钽和钛,以及铜和钨填充(图 2)。钛信号可以从氮信号中分离。可以去工作并正确分配 Si、Ta和 W(图 3)。

图1:内连接结构的高角环形暗场像。 标本来源:协同4
图2:从355像素×678像素元素面分析中提取的数据,采集时间:15分钟。左:几个相关元素的净计数结果图。中:使用 4x4像素并和模式对 助教进行定量分析。右图:使用 8x8像素并和模式的 钛分布。
图3:ESPRIT中 是,Ta和 W的 EDS元素重叠峰的解卷积谱峰剥离