[TEM-EDX]エネルギー分散型X線分光法(TEM)

TEM-EDX:Energy Dispersive X-ray Spectroscopy

装置外観

特徴

EDXは、分析対象領域に電子線照射した際に発生する特性X線の、エネルギーと発生回数を計測し、元素分析や定性分析を行う手法です。EDS: Energy Dispersive X-ray Spectroscopyとも呼ばれます。
多くの場合、SEMまたはTEMに付属しており、本資料ではTEMに付属のEDXについて紹介します。

  • 全元素範囲(B~U)の同時分析が可能(付属装置によりBeの検出も可)
  • 0.1nmφ~の細い電子線プローブで測定が可能
  • ドリフト補正機能を用いることで、面分析でサブnmの積層膜を分布像として識別可能
  • 面分析では任意箇所のスペクトルの抽出や線分析の表示が可能

適用例

微小領域(~1μm)の定性分析

  • RIE/ウェットエッチング残渣の解析
  • KLA欠陥検査装置で特定されたウエハ欠陥箇所の異物解析
  • Niシリサイドの形状、定性分析
  • 結晶性材料単結晶部の原子分解能面分析
  • デバイス注入元素の偏析調査

原理

EDXは、分析対象領域に電子線照射した際に発生する特性X線の、エネルギーと発生回数を計測する手法です。特定X線のエネルギーは元素固有なので、試料を構成する元素の同定が行えます。また、強度から組成に関する情報が得られます。

特性X線発生の過程

基底状態の原子に電子線を照射する(1)と、ある確率で、内殻電子が弾き出され、内殻に空孔が生じます(2)。内殻に空孔を持つ状態はエネルギー的に不安定なため、外殻電子が内殻に遷移します(3)。その際、遷移前の状態と遷移後の状態のエネルギー差に相当する特性X線を放出します(4)。なお、特性X線は元素により固有のエネルギーを持ちます。

特性X線発生の過程

データ例

ライン分析・点分析: InGaP/GaAs多層膜

点分析: Siトランジスタゲート断面部

面分析: Siトランジスタゲート断面部

面分析: Siトランジスタゲート断面部

面分析: CIGS薄膜太陽電池

面分析: CIGS薄膜太陽電池

サンプルご提供:東京工業大学 山田明研究室


仕様

検出可能元素 B~Uの元素(付属装置によりBeの検出も可)
搬入可能試料サイズ TEM観察用薄片試料
測定可能領域 測定ビーム径0.1nm~1μm程度(試料による)
検出深さ TEM観察用薄片の厚さ
検出下限 0.5atomic%程度(点分析の場合、元素による)
※面分析は1点当たりの測定時間が点分析に比べて極端に短いため、検出下限が劣ります。

必要情報

  1. 目的/測定内容
  2. 試料情報
    (1)数量・予備試料の有無など
    (2)分析箇所・領域・着目元素(線分析・面分析の場合)・層構造・膜厚など
    (3)注意事項
  3. 納期
    (1)ご希望の速報納期
    (2)注意事項
  4. その他の留意点

注意点

  • 試料を薄片化する必要があります(一部の試料においては薄片化が困難な場合あり)。
  • 試料加工および観察により、試料が変質・変形することがあります。
  • 分析時にハイドロカーボン等の付着があります。
  • 検出元素については、試料薄片内での散乱電子の影響を加味して検討する必要があります。

[TEM-EDX]エネルギー分散型X線分光法(TEM)の分析事例はこちらからご覧ください。

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