Соединяя науку и технологии office@sernia.ru
пн-пт 10:00 – 19:00
сб-вс выходные
+7 (495) 204 13 17
8 (800) 301 13 17

Атомно-силовая микроскопия в микроэлектронике

предыдущий следующий
19 Августа 2019
nanoview-1000.png
Атомно-силовая микроскопия (АСМ) относится к группе высокоразрешающих измерительных методов исследования микроструктуры и топографических особенностей материалов, известной под общим названием сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ).

Высокая разрешающая способность АСМ позволяет применять данный метод исследования для широкого спектра образцов. В частности, данные полученные с АСМ могут дать информацию о топографических картах поверхности исследуемых объектов, а также анализировать физические свойства целого ряда образцов: пористых материалов, тонких пленок, наноструктур, полимеров и многих других.

АСМ предоставляет уникальную возможность для изучения фрагментации и отслаивания покрытий, визуализации адсорбированных частиц, анализа шероховатости после ионной или кластерной полировки, определения высоты напыленного слоя (ступеньки), а также получать трехмерное изображение исследуемого объекта.

1. Исследование морфологии тонких и островковых пленок

Одним из перспективных направлений применения тонких металлических пленок является создание на их основе солнечных модулей, используемых для генерации электрической энергии. В этом случае металлические пленки служат для создания контактных соединений солнечных батарей. Кроме этого металлические пленки используются в процессах электромиграции для создания нанометровых зазоров и создании одноэлектронных приборов.

2. Исследование морфологии полимерных пленок

Широкое применение находят и в анализе полимерных пленок, таких как ПММА и других. Лежащих в основе процессов создания электронных компонент, к примеру современных процессоров.

АСМ_Пленка ПММА_рис 1.jpg

Рисунок 1 - Пленка ПММА

 

АСМ_Полимерная пленка диска_рис 2.jpg

Рисунок 2 - Полимерная пленка диска

3. Изучение поверхностных дефектов материалов

Еще одним применением АСМ является исследование поверхностных дефектов, которые могут существенно влиять на изоляционное покрытие тонких металлических проводов, способствуя их оксидированию и снижению проводимости. Для диагностики точечных дефектовмАСМ позволяет строить топографические карты и карты распределения высот поверхностных дефектов, включающих капли покрытия, микротрещины и т. д. 

В целом можно утверждать, что метод АСМ является универсальным и эффективным средством определения поверхностных дефектов. Единственным недостатком этого метода является малое поле сканирования, существенно ограничивающее производительность измерительной системы. Задача определения поверхностных дефектов является важным этапом технического контроля различных изделий в промышленности. 

Метод АСМ широко используется для анализа качества пленок аморфного кремния и контроля элементных соединений в тонкопленочных солнечных модулях (ТПСМ). 

4. Топографическое изображение наноструктурированных объектов (структуры и свойств)

АСМ обеспечивает уникальные возможности для получения качественной и количественной информации по многим физическим характеристикам исследуемого материала такие как: топологические, текстурные и параметры шероховатости поверхности. В связи с этим АСМ широко применяется для решения задач нанометрологии и технического контроля, позволяет осуществлять различные манипуляции с нанообъектами.

АСМ_Параметры шероховатости на образце с УНТ_рис 3.jpg

Рисунок 3 - Параметры шероховатости на образце с УНТ

Важным применением является проверка качества полировки ионными или ионно-пучковыми технологиями исследуемых образцов.

АСМ_3-Д профиль созданной линзы в сапфире при ионно-пучковом травлении_рис 4.jpg

Рисунок 4 - 3-Д профиль созданной линзы в сапфире при ионно-пучковом травлении



Примеры сканирования образцов с использованием АСМ FM - Nanoview 1000 смотрите в специальном видеообзоре >>>


Читайте также по теме:

  1. Что такое атомно-силовой микроскоп? >>>
  2. Атомно-силовой микроскоп FM -  Nanoview 1000 AFM >>>
  3. Режимы сканирования в атомно-силовой микроскопии (АСМ) >>>


*При подготовке статьи были использованы следующие материалы: 

  1. XLIX Международная Тулиновская Конференция по Физике Взаимодействия Заряженных Частиц с Кристаллами, «Кластерные технологии обработки титана для медицинских имплантов», Пестов С.М., Григоров В.В., Сенатулин Б.Р., Иешкин А.Е., Татаринцев А.А., Иваненко И.П., Рябцев М., Черныш В.С., 2019г.