原子探针层析

APT原子探针层析

原子探针层析技术(APT)可对样品结构和元素组成进行原子分辨率级表征。APT可以从样品表面（以离子形式）去除单个原子并利用质谱仪测量其身份，需要样品以锐利的针尖形式弹出离子以供分析。聚焦离子束 (FIB) 铣削非常适合这种特殊类型的样品制备，因为它可以高精度去除材料。当与扫描电镜 (SEM) 配合使用时，铣削过程可实时可视化监测，就像在 DualBeam (FIB-SEM) 仪器中一样。

使用等离子体聚焦离子束 (PFIB) 粗铣削和提取 APT 样品。图像 (a-b) 是 2.5 µA FIB 单侧和底部自由 J 形粗铣削样品的 SEM。图像 (c-f) 是多 APT 样品单次提取时提取过程的 FIB 图像。

APT样品分析

良好的 APT 样品的基本标准是：

具有特定位点和非特定位点的样品制备能力
针尖半径通常小于 50 nm 的针形样品
针尖的圆形横截面均匀，可产生放射对称的电场
正确的锥形角度，可以发生显著的蒸发事件
在样品制备过程中，对针尖造成的损害最小（针尖的顶部区域应展现原始样品的微观结构和成分）

Thermo Scientific DualBeam 仪器提供镓 FIB 和等离子 FIB (PFIB) 铣削，实现高质量的 APT 样品制备。使用 Thermo Scientific Helios Hydra DualBeam 时，可独家在同一仪器上应用多种等离子（氧、氩、氮或氙）以确定哪种离子最适合铣削样品。使用 Thermo Scientific Autoscript 软件也可以实现此流程的自动化，从而极大地减少了重复制备样品的负担。

APT 半导体分析

可用于原子探针层析扫描 (APT) 数据采集的已铣削的特定位点样品。

半导体器件不断变小意味着，在其设计过程中使用了更小的结构，需要更高分辨率的表征。原子探针层析扫描 (APT) 越来越广泛地应用于高级半导体分析中，因为它能够以非常低的浓度对这些结构以及元素组成进行检测，可视化和分析。

然而，APT 需要准备高质量、高产量和特定位点原子探针针尖。由于适用于这些针尖的标准非常严格，这是一个严峻的挑战。例如，针形样品要求针尖半径小于 50 nm，因为一个均匀的圆形截面可产生辐射对称的电场，这适合发生蒸发的正锥角，而且在制备过程中对尖端产生的损伤最小。

此类特殊制备的理想选择是使用 DualBeam（组合 FIB 和扫描电子显微镜）技术进行聚焦离子束 (FIB) 铣削，因为铣削可通过实时监测高精度去除材料。赛默飞世尔科技推出了 Thermo Scientific Atom Probe LX 软件和 Thermo Scientific Helios 5 FX DualBeam，此全新的样品制备技术可使原子探针针尖的铣削过程实现自动化，使其具有可靠、精确和可重复性。

这些高质量针尖使您可以检测接口处的现象，如蚀刻相关杂质（如氟化物、氯化物）、特征内的氢分布、重金属扩散到门氧化物之中、以及 Epi 层上的掺杂物质的横向扩散。有关更多信息，请参阅 Helios 5 FX DualBeam 产品页面。