掃描電子顯微鏡的制造是依據(jù)電子與物質(zhì)的相互作用,。當(dāng)一束高能的入射電子轟擊物質(zhì)表面時,，被激發(fā)的區(qū)域?qū)a(chǎn)生二次電子,、俄歇電子、特征x射線和連續(xù)譜X射線,、背散射電子,、透射電子，以及在可見,、紫外,、紅外光區(qū)域產(chǎn)生的電磁輻射。同時,，也可產(chǎn)生電子-空穴對,、晶格振動(聲子)、電子振蕩(等離子體),。
原則上講,，利用電子和物質(zhì)的相互作用，可以獲取被測樣品本身的各種物理,、化學(xué)性質(zhì)的信息,，如形貌、組成,、晶體結(jié)構(gòu),、電子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電場或磁場等等。掃描電子顯微鏡正是根據(jù)上述不同信息產(chǎn)生的機理,，采用不同的信息檢測器,，使選擇檢測得以實現(xiàn)。如對二次電子,、背散射電子的采集,，可得到有關(guān)物質(zhì)微觀形貌的信息；對X射線的采集,，可得到物質(zhì)化學(xué)成分的信息,。
掃描電鏡的功能
1、掃描電鏡追求固體物質(zhì)高分辨的形貌,，形態(tài)圖像(二次電子探測器SEI)-形貌分析(表面幾何形態(tài),，形狀，尺寸)
2,、顯示化學(xué)成分的空間變化,，基于化學(xué)成分的相鑒定---化學(xué)成分像分布，微區(qū)化學(xué)成分分析
1)用x射線能譜儀或波譜(EDS or WDS)采集特征X射線信號,，生成與樣品形貌相對應(yīng)的,，元素面分布圖或者進行定點化學(xué)成分定性定量分析，相鑒定,。
2)利用背散射電子(BSE)基于平均原子序數(shù)(一般和相對密度相關(guān))反差,，生成化學(xué)成分相的分布圖像,；
3)利用陰極熒光，基于某些痕量元素(如過渡金屬元素,，稀土元素等)受電子束激發(fā)的光強反差,，生成的痕量元素分布圖像。
4)利用樣品電流,，基于平均原子序數(shù)反差,，生成的化學(xué)成分相的分布圖像，該圖像與背散射電子圖像亮暗相反,。
5)利用俄歇電子,，對樣品物質(zhì)表面1nm表層進行化學(xué)元素分布的定性定理分析。
3,、在半導(dǎo)體器件(IC)研究中的特殊應(yīng)用：
1)利用電子束感生電流EBIC進行成像,，可以用來進行集成電路中pn結(jié)的定位和損傷研究
2)利用樣品電流成像，結(jié)果可顯示電路中金屬層的開,、短路,，因此電阻襯度像經(jīng)常用來檢查金屬布線層、多晶連線層,、金屬到硅的測試圖形和薄膜電阻的導(dǎo)電形式,。
3)利用二次電子電位反差像，反映了樣品表面的電位,，從它上面可以看出樣品表面各處電位的高低及分布情況,，特別是對于器件的隱開路或隱短路部位的確定尤為方便。
4,、利用背散射電子衍射信號對樣品物質(zhì)進行晶體結(jié)構(gòu)(原子在晶體中的排列方式),，晶體取向分布分析,，基于晶體結(jié)構(gòu)的相鑒定,。
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