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MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA S E M (Scanning Electron Microscopy) Medidas para Caracterização e Análise de Materiais (IE607A) Aluno: Pedro Ricardo Barbaroto RA: 001128 Professores: Fúrio Damiani Peter Jürgen Tatsch

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Page 1: MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA S E M …furio/IE607A/SEM.pdf · INTRODUÇÃO A idéia inicial do microscópio eletrônico, foi realizada por Knoll em 1935. Ele conseguiu a

MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DEVARREDURA

S E M(Scanning Electron Microscopy)

Medidas para Caracterização eAnálise de Materiais (IE607A)

Aluno: Pedro Ricardo Barbaroto RA: 001128

Professores: Fúrio Damiani Peter Jürgen Tatsch

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Conteúdo:

1 - INTRODUÇÃO

2 - INTERAÇÃO DO FEIXE ELETRÔNICO COM A MATÉRIA

3 - MODOS DE OBTENÇÃO DE IMAGENS DO SEM 3.1 - Elétrons Secundários (ES) 3.2 - Elétrons Retroespalhados (Backscatered Electrons)

3.3 - Corrente da Amostra 3.4 - Elétrons Transmitidos 3.5 - Corrente induzida do Feixe Eletrônico (EBIC) 3.6 - Catodoluminescência 3.7 - Modo de Onda Termo-Acústica 3.8 - Imagem com Raio X

4 - MODOS ANALÍTICOS

5 - ESTRUTURA E ORIENTAÇÃO CRISTALINA

6 - ANÁLISE ELEMENTAR

7 - INFORMAÇÕES PRÁTICAS

8 - BIBLIOGRAFIA

Page 3: MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA S E M …furio/IE607A/SEM.pdf · INTRODUÇÃO A idéia inicial do microscópio eletrônico, foi realizada por Knoll em 1935. Ele conseguiu a

INTRODUÇÃO

A idéia inicial do microscópio eletrônico, foi realizada por Knoll em 1935. Ele conseguiu afocalização do feixe eletrônico sobre a superfície de uma amostra e a gravação da corrente emitidaem função da posição. Três anos mais tarde, Ardenne construiu o primeiro microscópio eletrônico porvarredura que possuía duas lentes magnéticas que focalizavam o feixe eletrônico. Dois conjuntos debobinas foram usados para defletir o feixe sobre a amostra. A amostra deveria ter uma espessurafina e a corrente produzida, era usada para obter micrografias.0 filme de gravação era colocado numa base giratória logo abaixo da amostra. 0 movimento derotação era acoplado ao movimento do feixe. A amplia do instrumento era dado pelo movimento dofilme, dividido pelo movimento do feixe. Estas medidas apresentavam muitos erros, os tempos demedida eram longos, e a corrente transmitida era baixa.

0 SEM possui três partes principais: uma coluna eletro-óptica que gera e colima o feixeeletrônico. Um sistema de vácuo incluindo a câmara onde fica a amostra. E a parte de detecção dosinal e o sistema de geração de imagem.

Uma amostra submetida a um feixe de elétrons apresenta diversos tipos de sinais,propiciando a cada um deles um modo particular de operação.

No caso particular de um SEM, o princípio de operação baseia-se fundamentalmente naquantificação dos elétrons secundários emitidos por uma amostra como resposta a uma excitaçãoeletrônica incidente. Esta medida de elétrons secundários (ES) permite uma definição qualitativa damorfologia e topografia da amostra.

0 feixe de elétrons se origina em um cátodo geralmente de tungstênio aquecido por umacorrente elétrica (If). Os elétrons emitidos são acelerados desde o cátodo através de uma grade e umânodo aterrado (Vgn). Este sistema de eletrodos é chamado de canhão de elétrons. Posteriormenteum sistema de lentes reduzem o diâmetro do feixe de elétrons a aproximadamente 100 Å. A reduçãoé realizada usando duas ou mais lentes magnéticas em série, cada uma capaz de reduzir o diâmetrodo feixe de elétrons de um fator de 20 a 100 vezes. Uma corrente ajustável (Icd), é aplicada a umabobina de deflexão para mover o feixe de elétrons através da amostra. A razão desta corrente com acorrente Id na bobina de deflexão do tubo de raios catódicos, determina a ampliação do microscópio.Quando os elétrons primários alcançam a amostra, a interação destes com os átomos do material, dáorigem a elétrons secundários. 0 número de elétrons secundários emitidos, varia de acordo com ageometria e outras propriedades da amostra. Os elétrons secundários são coletados por um detetor,produzindo imagem. Os elétrons "backscattered" (retroespalhados) e fótons emitidos pela amostrapela ação do feixe de elétrons podem também ser usados para produzir imagens.

Outras classes de imagens podem ser produzidas por elétrons transmitidos (TEM) e porcorrentes induzidas na amostra.

O SEM é uma ferramenta padrão para inspeção e análise em diversas áreas de pesquisadesde a área de materiais até a área biológica. Particularmente na indústria semicondutora, emmedidas de caracterização para microeletrônica, existe um conjunto de métodos que oferecem altaresolução e alta precisão. Estes métodos são baseados fundamentalmente na interação da matériacom os elétrons incidentes, e a emissão de ondas ou partículas (fotos, elétrons, íons, átomos,neutros, nêutrons, fônons).

Em geral, se quer obter as seguintes análises.

• Proporcionar uma imagem de alguma posição da amostra com resolução alta, desde dimensõesentre 500 nm até dimensões abaixo de nm

• Realizar uma análise elementar da amostra• Obter uma identificação da natureza dos enlaces dos elementos presentes em uma amostra dada• Proporcionar informação da composição C configuração do material como uma função da

profundidade imediatamente abaixo da superfície, geralmente algumas micras• Determinar localizações precisas sobre a amostra com o objetivo de correlacionar medidas

analíticas para especificar características do dispositivo

O SEM é uma ferramenta versátil que proporciona parâmetros elétricos e informaçãotopográfica durante a fabricação de circuitos integrados e dispositivos, na indústria demicroeletrônica.

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1 - INTRODUÇÃO

Faz-se uma descrição das idéias básicas e a estrutura de um microscópio eletrônico devarredura como mostrado na figura 1. Basicamente, existem três grupos de componentes. Primeirohá a coluna elétro-óptica junto com a eletrônica associada. Depois, há o sistema de vácuo, incluindoa câmara e o porta amostra . O grupo final consiste na detecção do sinal e sistemas de exibição.A coluna elétro-óptica consiste em um acelerador de elétrons e duas, três ou quatro lenteseletrônicas, dependendo do modelo. Um feixe de elétrons da fonte de elétrons flui pelas aberturasdas lentes que tem a mesma função, diminuir o diâmetro do feixe. Como resultado desta diminuiçãoo tamanho do foco sobre a amostra é de 250 Å ou menos. Incorporado às lentes finais estãomontados dois conjuntos de bobinas magnéticas de varredura que, quando alimentadas por umgerador de varredura adequado, provoca uma deflexão do feixe dentro um certo padrão em cima dasuperfície da amostra como em um tubo de televisão. São incluídos três outros elementos na colunade elétrons: (i) Um conjunto de aberturas para ajudar definir a abertura angular subtendida como ofeixe sobre a amostra e evitar contaminação das superfícies das lentes. (ii) Um conjunto de bobinasespecialmente projetado para eliminar qualquer pequeno astigmatismo que pode ser introduzido nosistema. (iii) Um conjunto de bobinas em semi-ciclo ou placas , com os quais uma modulação podeser sobreposta no feixe de elétrons.

Um sistema de bombas proporciona o vácuo necessário tanto na coluna de elétronsquanto na câmara da amostra. Uma parte importante da câmara da amostra é a que permite mover aamostra debaixo do feixe de elétrons e examinar o ângulo exigido relativo ao feixe. O feixe deelétrons (feixe primário) interage com a amostra resultando, entre outros efeitos, emissão de elétronssecundários, uma corrente de elétrons refletidos, condução induzida pelo feixe e, freqüentemente,catodoluminescência. Cada um destes sinais podem ser coletados, ampliados e usados paracontrolar o brilho de tubos de raios catódicos (TRCs). A posição do foco nestes TRCs é determinadapelo mesmo gerador de varredura que ajusta a posição da feixe primário na superfície de amostra.Deste modo o sinal de um elétron secundário, por exemplo, da superfície de um determinadoelemento, é usado para controlar o brilho de um ponto correspondente em um TRC de forma quepodem ser obtidos mapas da corrente de elétron secundário. Normalmente o sinal pertinente éalimentado ao controle de brilho de um tubo de raios catódicos com um fósforo com contraste delonga duração que pode ser observado visualmente. Além disso, são feitos arranjos para o sinal aser exibido em um tubo com fósforo com contraste de curta duração, de forma que o sinal possa serfotografado. A amplitude é controlada pelo gerador de varredura que garante que os tubos de raioscatódicos são varridos em sincronismo com o feixe primário. A saída deste gerador de varredura éligada nas bobinas de deflexão do TRC para corrigir o feixe, de forma que o tamanho da figura notubo seja mantido constante com um tamanho de aproximadamente 10 x 10 cm, ou seja, quepreencha a área útil do TRC. Para efeito de contraste só uma fração da variável de saída é usadapara alimentar as bobinas de varredura do feixe primário.

O SEM é uma ferramenta versátil que proporciona parâmetros elétricos e informaçãotopográfica durante a fabricação de circuitos integrados e dispositivos, na indústria demicroeletrônica.

Figura 1 - Diagrama de Blocos simplificado de um SEM.

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2 - INTERAÇÃO DO FEIXE ELETRÔNICO COM A AMOSTRA

Para o entendimento da emissão do elétron secundário e espalhamento dos elétrons éfundamental conhecer bem a interação dos elétrons incidentes com os átomos do materialbombardeado. O estudo deste fenômeno se desenvolveu a partir da elaboração das teorias queexplicassem a interação dos raios β com átomos individuais, na década de trinta.Os elétrons são acelerados através de uma diferença de potencial V0, geralmente de 1 a 50 KeV.Quando um feixe eletrônico com esta energia penetra no sólido, grande parte da energia é perdidainicialmente através da ionização dos átomos da amostra. No primeiro tipo de interação o elétronprimário interage elasticamente com os átomos mais externos do material. Não há troca de energiaentre o elétron incidente e o átomo do material, mas o campo inerente dos átomos da amostra, causauma troca de momento do elétron incidente, fazendo com que ele seja espalhado com um grandeângulo, sendo praticamente refletido para fora da amostra (figura 2).No segundo tipo de interação, o elétron primário é também defletido para fora da amostra, mas sódepois de interagir não elasticamente com o átomo da amostra.O elétron vai interagindo com os átomos da amostra e vai perdendo energia através do processo deionização por impacto. Os elétrons ejetados tem energia cinética da ordem do elétron incidente. Esteprocesso se repete até a energia cinética não ser mais suficiente para causar mais ionização. Aenergia de ionização é tipicamente da ordem de 3 a 8 eV. Este processo dura cerca de 10-10

segundos. Os elétrons secundários se difundem e vão perdendo energia gradualmente gerando oaquecimento da rede através da geração de fônons. Muitos dos elétrons secundários formados pertoda superfície, tem energia cinética maior que a barreira de energia superficial da ordem de 2 a 6 eV,e tem grande chance de escapar da superfície.Pela faixa de energia utilizada, a perda de energia devido a emissão de radiação pelo elétronincidente no campo coulombiano do núcleo é desprezível. Portanto este tipo de espalhamento éconsiderado elástico. A maior perda de energia é devido a interação dos elétrons rápidos do feixeincidente com os elétrons do material alvo.

A interação elétron-elétron leva o elétron do material a um estado excitado, proporcional à perda deenergia do elétron incidente. A equação de Schroeder é usada para calcular a probabilidade de umelétron vir a ocupar um determinado estado. Portanto a probabilidade relativa de um elétron deenergia E0, perdendo �E01, �E02 ... de energia por colisão é conhecida. Multiplicando as perdas deenergia por estas probabilidades relativas, determinarmos a perda de energia por unidade decomprimento. No caso não relativístico, a taxa de perda de energia é dado por:

dE/ds = (2π e4 NZ/E) ln (E/Ei e½

/2)

onde N é o número de átomos/cm3, Z é o número atômico e Ei é o potencial de excitaçãomédia do átomo.

Esta expressão não distingue os dois tipos de elétrons que saem da colisão ionizante. Ela apresentauma boa aproximação com experimentos com gases. Isto porque as interações elétron-elétron sãorelativamente separadas espacialmente. A distância entre as colisões são muito menores nossólidos. devido a alta densidade. Com a diminuição do caminho livre médio dos elétrons, a relaçãoacima não se aplica aos sólidos.Os fenômenos físicos envolvidos se desenvolveram a partir da observação de certos eventos:

• Interação entre o feixe primário e amostra, principalmente a taxa com que a energia é absorvidaem função do comprimento

• A forma com a qual o feixe eletrônico leva à emissão do segundo elétron e como esta emissãodepende da temperatura, propriedades da amostra e energia do feixe

• Informação sobre os elétrons retroespalhados• 0 feixe eletrônico gerando a emissão de fótons

0 modelo da distribuição de energia dos elétrons secundários de baixa energia é dadoabaixo. Considere um feixe de elétrons primários incidindo sobre uma placa de metal semi-infinitalocalizada no vácuo.

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A probabilidade de um ES alcançar a superfície sem colisões com os elétrons no sólido é dada por:

P(E,θ,Z) = e [-z / L(E) cos θ]

onde L(E) é o caminho livre médio (PFM) considerado para "scattering" elétron-elétron para umelétron excitado de energia E.

Para que um ES escape, sua energia deve ser maior que um valor crítico Ecr:

Ecr = Ef + φ

onde Ef é a energia de fermi e φ a função trabalho do metal. A componente do momento deve serportanto igual a:

Pc = (2m Ecr) ½

Desprezando-se os efeitos de deflexão e refração na superfície, assume-se que o feixe eletrônicoprimário se move em linha reta ao longo do eixo z dentro do sólido.Com estas considerações, é possível calcular o numero de elétrons secundários excitados:

f(E) = dN/dE = K (E - Ef - φ) / (E - Ef))

0 valor máximo de dN/dE ocorrera em um valor de energia Em, que maximiza f(E). Este valor éfacilmente encontrado diferenciando a equação anterior:

Em = Ef + 4/3 φ

Figura 2 - Interação do feixe de elétrons com a amostra(a) reflexão elástica, (b) reflexão não elástica

(c) formação do elétron secundário por ionozação de impacto (d) emissão de elétrons secundários

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3 - MODOS DE OBTENÇÃO DE IMAGENS DO SEM

3.1 - Elétrons Secundários (ES)

0 modo ES de operação, é o mais importante porque os elétrons são coletados facilmenteatravés da grade coletora polarizada positivamente, ao lado da amostra e capaz de coletar correntesde poucos elétron volts. Após a grade coletora, os ES são acelerados até o cintilador, que está comuma tensão de +10 kV e os quantas de luz gerados, são gravados pela fotomultiplicadora. Assim odetetor Everhart-Thornley funciona como um amplificador efetivo, introduzindo pouco ruído e umalargura de banda de passagem da ordem de 10 Mhz. A alta dependência da emissão de ES compequenas inclinacões da amostra, faz com que se tenha um alto contraste nos contornos e parapequenas partículas. Uma parte dos elétrons emitidos (da ordem de 20 a 50 %), produzidos pelofeixe principal, alcança uma resolução da ordem de 5 a 20 nm. A outra fração de ES emitidos, édevido aos elétrons refletidos. São desenvolvidas técnicas para separar estas duas contribuiçõescaptando os sinais de multidetectores.Os ES são retardados com uma tensão positiva, e repelidos com uma tensão negativa aplicada àsuperfície da amostra, sendo influenciado pelo campo eletrostático criado entre as regiões comdiferentes tensões. Este efeito gera o contraste de tensão. Polarizando positivamente, as áreasaparecem escuras, e polarizando negativamente, claras. A influência do campo eletrostático, ésuprimida através da pré-aceleração dos ES em um campo de algumas centenas de voIts pormilímetro na superfície. 0 potencial local, é medido com alta resolução por meio de um espectrômetroeletrônico. Isto possibilita uma importante aplicação na tecnologia de circuitos integrados.Devido à sua baixa energia de saída, os elétrons tem a trajetória afetada pela deformação do campomagnético causado pelas superfícies ferromagnéticas. Este efeito possibilita um tipo de contrastemagnético, devido a seleção angular.

Figura 3 - Foto de uma superfície esférica com zoom nas regiões marcadasSEM no modo ES.

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3.2 - Elétrons Retroespalhados (Backscatered Electrons)

O mais importante mecanismo de contraste deste modo de funcionamento, é a dependência dareflexão com o número atômico médio do material.O coeficiente de reflexão, depende também da orientação relativa dos elétrons do feixe incidente, emrelação aos planos cristalinos. Uma onda plana de elétrons, propagando em um cristal, mostraanomalias na transmissão ou na absorção, dependendo do ângulo de incidência. O resultado destaanisotropia de orientação, é a diferença causada no coeficiente de reflexão de 1 a 10 %. A variaçãona orientação dos grãos, em materiais policristalinos, permite a observação da orientação cristalinaatravés do contraste de canalização. Após selecionar os LLE (low-loss eléctron 10 a 100 eV) porfiltragem de energia, é possível observar defeitos cristalinos simples, deslocamentos e rachadura,porque o efeito de canalização contribui com o contraste somente em superfícies finas, comespessura da ordem do comprimento de absorção do campo primário Block-wave.Ferromagnéticos, que tem uma alta indução magnética interna B que afeta a trajetória dos elétrons,tanto que causa uma diferença no coeficiente de retroespalhamento em algumas dezenas porcentopara diferentes orientações de B. Este e o segundo tipo de contraste magnético.

3.3 - Corrente da Amostra

A corrente da amostra é menor que a corrente da ponta de prova, dado a emissão do elétronsecundário e dos elétrons retroespalhados ou refletidos.Quando a emissão de ES é suprimida por polarização positiva a modulação da corrente da amostra,será complementada com a variação do coeficiente de reflexão. Em muitos casos, este modo deoperação traz vantagens. Este modo é fácil de ser posto em prática, devido ao fato de não serpreciso adicionar algum outro detector ao equipamento, para se obter a medida. Porém a baixacorrente da amostra, não é diretamente amplificada com uma larga banda de passagem, devido aolongo tempo de detecção necessário.

3.4 - Elétrons Transmitidos

Se a amostra é transparente aos elétrons incidentes, os elétrons transmitidos são facilmentedetectados por um cintilador colocado abaixo do suporte da amostra. Se a amostra tem umatransmissividade suficiente, elétrons de 10 a 50 keV são detectados. A detecção de elétronstransmitidos é mais uma possibilidade de operação do SEM. É pouco usada em relação aos outrosmétodos.

3.5 - Corrente induzida do Feixe Eletrônico (EBIC)

Nos semicondutores milhares de pares elétron-lacunas são criados por elétron incidente.Na camada de depleção da junção P-N, o forte campo elétrico que separa os portadores minoritáriosdos portadores majoritários, faz com que os elétrons cheguem à junção por difusão. 0 resultado é acorrente EBIC, que será amplificada e usada de maneira quantitativa para medir a largura da junção,sua profundidade além da superfície, o comprimento da difusão e a taxa de recombinação superficialdos portadores minoritários. 0 sinal EBIC é usado também para visualizar junções P-N além dasuperfície, localizar ruptura de avalanche e visualizar defeitos ativos através da influência da taxa derecombinação de portadores minoritários. 0 uso de barreira Schottky, formado através da evaporaçãode uma camada de metal, que forma um contato não ôhmico, permite investigar parâmetros dosemicondutor e defeitos na rede que não estão na junção P-N.

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3.6 - Catodoluminescência

A emissão de luz ultravioleta ou luz visível estimulada pelo bombardeamento eletrônico, édetectada no detector de cintilação e no tubo de raios catódicos. Muitas substâncias especialmentesemicondutores e minerais que não tem muitas moléculas orgânicas, permitem a observação atravésdeste método. É possível a observação não dispersivamente através de um sistema coletor de luz efotomultiplicadora e dispersivamente introduzindo um espectrômetro entre a amostra e o detector.A baixa intensidade da catodoluminescência de algumas substâncias e a absorção de radiação pormoléculas orgânicas, traz restrições ao método. Sistemas de detecção extremamente sensíveis sãousados para catodoluminescência, trabalhando com um grande ângulo sólido de detecção.Este método contém muitas informações analíticas que não são observadas por nenhum outro. Adesvantagem, é que ele só traz informações qualitativas sobre um material particular. Porém estemétodo combinado com o EBIC possibilita a observação de recombinação de portadores de cargaem defeitos da rede cristalina em um semicondutor.

3.7 - Modo de Onda Termo-Acústica

A onda acústica gerada pela expansão térmica periódica nas freqüências de 0,1 a 5 Ghz.depende do coeficiente de expansão térmica, da constante elástica e da anisotropia do meio onde aonda acústica se propaga. Este modo de operação fornece informações que outros modos deoperação do SEM não oferecem.

3.8 - Imagem com Raio X

Através do raio-x, geralmente usado para análise elementar (elemental analysis). é possíveltambém operar no modo de imagem. No mapeamento elementar de raio-x, o display CRT (Tubo deRaios Catódicos) apresenta um ponto brilhante, quando um quanta característico de raio-x comenergia pré-selecionada, vindo de um analisador multi-canal durante a varredura da imagem. Aconcentração de pontos mede a concentração de determinados elementos. Imagens de raios sãoproduzidas através de um sinal de raio-x não dispersivo (TRIX, total rate imaging with x-rays) e trazmuito mais informações do que o método BSE, por exemplo. Este método apresenta umadependência em relação ao número atômico.Na microscopia de projeção com raio-x, a fonte puntual de raio-x é produzida pelo feixe eletrônico doSEM. Esta fonte puntual atua como um centro de projeção de modo a ampliar a imagem de absorçãode raio-x de organismos biológicos ou filmes metálicos na emulsão fotográfica. Para cristais é usadopara formar imagens topográficas gravando os feixes difratados de Bragg.

4 - MODOS ANALÍTICOS

0 termo modo analítico, é usualmente empregado para descrever todos os modos quefornecem informações quantitativas, principalmente com feixe de elétrons estacionário. Desta forma omodo EBIC em materiais semicondutores e o modo catodoluminescência são modos analíticosquando são usados para medidas em semicondutores e parâmetros do dispositivo. Outros métodosanalíticos abordados são análise cristalográfica por difração eletrônica e análise elementar por raio-xe Auger elétron microanálise.

5 - ESTRUTURA E ORIENTAÇÃO CRISTALINA

A anisotropia de orientação do elétron Retro-espalhado, que resulta no contraste de canalização,resultando no padrão ECP (electron channelling pattern) através da incidência do feixe primário deelétrons sobre a rede cristalina. Este padrão consiste nas bandas de Kikushi indexadas com o índicede Miller, usado para a determinação da simetria e orientação do cristal.

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A característica angular de saída do feixe é modulada pelas bandas de Kikushi. 0 padrão EBSP(electron backscattering pattem) é gravado numa tela fluorescente em emulsão fotográfica. Avantagem deste método é o grande ângulo sólido (~25o) e o uso da ponta de prova de elétronestacionário, já que o ECP trabalha somente com um ângulo de ± 50 e o feixe causa umdeslocamento da ponta eletrônica de 1 a 10 nm de diâmetro por causa da aberração esférica dalente final. Tanto a orientação cristalográfica como o contraste de canalização, ambos os padrões dedifração são causados pelo amortecimento exponencial do campo Bloch-wave dos elétronsincidentes ou retroespalhados na fina camada de apenas poucos nanômetros de espessura e muitosensíveis à contaminação e distorções mecânicas na superfície.Para ângulos grandes de inclinação da amostra, acontece o padrão de reflexão de elétrons de altaenergia (RHEED) que mostra não só as bandas de Kikuchi mas também os spots de difração deBragg e as linhas de Kikuchi.

6 - ANÁLISE ELEMENTAR

Muitos SEMs são equipados com um detetor dispersivo de energia lithium-drifted silicon, quepermite a característica de linhas de raio-x que será gravado com a resolução de E ≅ 150-200 eV dequanta de energia de raio-x. Espectrômetro dispersivo de comprimento de onda usa a reflexão deBragg em um cristal e principalmente usado em raio-x microprovas, embora poucos SEMs sãoequipados com este tipo de espectrômetro, que tem a melhor resolução da ordem de 5-20 eV mascom pequeno ângulo de detecção. Espectrômetros dispersivos de energia, tem a vantagem de quetodo o quantum de energia com 1-20 keV são gravados simultaneamente e o espectro é mostradodiretamente por meio de um analisador multicanal.Auger elétrons tem a vantagem de se excitarem com a alta produção para baixo número atômico, aexcitação característica de quanta de raio-x mostra a baixa emissão fluorescente de raio-x. Oselétrons Auger incidem na amostra sem perda de energia somente para superfícies de filmes muitofinos, da ordem de algumas poucas monocamadas de espessuras e um feixe eletrônico da ordem depoucos keV é necessário para excitação ótima.

7 - INFORMAÇÕES PRÁTICAS

Equipamento: SEM marca JEOL modelo JSM 5900 LV (low vacuum) entre 10-5 e 10-6 TORRLocal: LNLS/LME, responsável: Paulo

Modos de funcionamento disponíveis neste equipamento:- ES- Retro-espalhamento- Raio-x

Aplicações:Modo ES - análise de topografias e superfíciesModo Retro-espalhamento - análise de composição química em camadas mais profundasModo Raio-x - microanálises, mapeamento e espectro.

Preparação da Amostra

A amostra deve ser limpa em acetona ou álcool e manipulada com pinça para se evitar contaminaçãoda mesma, fora isso, não requer nenhuma outra preparação prévia.

Limitacões do equipamento

As limitações são quanto à análise de camadas muito finas (nanométricas) e de alguns materiais quese carregam facilmente, como óxido de silício, e dificultam a análise.A resolução máxima é de aproximadamente 15 nm (150 Å).

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8 - BIBLIOGRAFIA

1.Scanning Electron Microscopy, Applications to materials and device scienceP.R.Thornton, Chapman and Hall Ltd,1968.

2.Scanning Electron Microscopy, Physics of Image Formation and Microanalysis, LudwigReimer.,Springer-Verlag, 1985.

3.Microscópio eletrônico de varredura, SEM, Fernando Chavez, Seminário para o cursotécnicas para caracterização em microeletrônica,1991.