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Hochauflösendes Elementverteilungsbild einer Halbleiterstruktur mit STEM-EDS im SEM (T-SEM)

Die Messung von Elementarverteilungsbildern mit röntgenbasierten Methoden ist nicht immer einfach interpretierbar. Die im Nanometerbereich nötige Ortsauflösung sowie Röntgen-Linien-Überlappungen sind typische Herausforderungen bei der Untersuchung von Halbleitermaterialien. Es kann manchmal vorteilhaft sein, zunächst EDS im SEM zu nutzen, anstatt teure TEM-EDS und TEM-Messzeit. Das vorliegende Beispiel zeigt eine hochauflösendes Elementverteilungsbild einer Halbleiterstruktur, gemessen im SEM unter Nutzung des ringförmigen XFlash® FlatQUAD Detektors mit 4 SDD Quadranten, die radial symmetrisch zwischen der Probe und dem SEM-Polschuh angeordnet sind. 20 kV Beschleunigungsspannung und 220 pA Strahlstrom waren die Messbedingungen. Die hohe Empfindlichkeit des XFlash® FlatQUAD Detektors ermöglicht im SEM eine Ortsauflösung von unter 10 nm (siehe Abb. 2). Trotz stark überlappender Elementlinien lassen sich Silizium (Si) und Wolfram (W) im Elementverteilungsbild, dank der in Brukers ESPRIT-Software implementierten Peak-Entfaltungsmodelle, gut unterscheiden (siehe Abb. 1).  

Abb. 1: Elementarverteilungsbild eines RAM-Mikrochips und extrahierte Flächenspektren, die die erfolgreiche Entfaltung von Si und W belegen
Abb. 2: Linienprofil, extrahiert aus dem hyperspektralen Elementverteilungsbild (HyperMap) in Abb. 1. Es zeigt die Variation der Elementverteilungen entlang des Profils mit einer Ortsauflösung von 10 nm.