扫描电镜微区X射线荧光的薄膜分析

当十、射线可以穿过物质时,十、射线荧光(XRF)可以用于确定膜厚度。在扫描电镜上使用微区XRF在微米尺度上对薄膜层进行分析(厚度和组成)成为可能。膜厚度分析十分依赖基于材料原子基础参数(FP)的定量。通过使用标准样品,各种类型的层系统可以通过标准样品进行研究,例如晶圆上的金属化、多金属涂层预处理和太阳能电池。当有标准样品可用时,扫描电镜微区X射线荧光的分析可以极大地提高准确性。有时即使没有标准样品,依靠元素计划生育数据信息,我们也可以对薄膜层进行分析,比如测试研发环境中的新薄膜系统,如太阳能电池(图1)等。

图1:太阳能电池薄膜分析示例。在大多数情况下,吸光层是烟层,烟结构是镓硒中的铜或Cu-in-Ga-S化合物。烟-太阳能电池通常由涂有 钼层的玻璃基板上的沉积制成。与扫描电镜的传统薄膜厚度分析相比,XTrace在不需要在横截面模式下测量层,它可以直接在平面上测量扫描电镜样品厚度。这是一种快速、无损的技术,无需样品制备。
图2:太阳能电池的微区X射线荧光谱图显示来自不同深度的所有相关元素谱线,甚至位于样品表面以下~2μm的钼也可以检测到。需要注意的是,高能重元素谱线(例如 莫克和 In-K)可以被 X射线荧光激发源轻松激发。而且十、射线源的激发深度大,在材料内部的元素可以被更深入地观察,从而能够对相对较厚的薄膜甚至多层系统进行从 1纳米到 40μm的表征。此外,这还能确定 烟结构的组成。本例中使用无标准基础参数方法进行了分析。使用标准样品可以来提高精度。