装置６ ｜ 走査型透過電子顕微鏡

原理

薄片化した試料に電子を照射し、試料中を透過もしくは試料により散乱した電子を利用して、観察・分析を実施する。

装置概要

分析できない材料

揮発性材料・磁化を帯びた材料

サンプル制限

直径3mmφ以内、厚み0.5mm以内

観察可能箇所

マイクロサンプリングした薄片
縦x 横x 厚み：8μm x 5μm x 100nm前後
微粉末　ミクロトーム切片

特徴

○空間分解能0.204nmにより、nmオーダーの測長や微小領域(2nm程)の分析が可能。
○ホルダーリンケージにより、FIB装置間の移動が可能。
○360度回転ホルダーによりデータ取得および三次元再構築することで、
　多様な方向から立体構造の観察が可能(トモグラフィー解析)。
○雰囲気遮断試料ホルダーを用いて、水分・酸素・窒素脆弱材料の解析が可能。
○EDXにより、元素(B～U)の同時定性分析や半定量値を算出することが可能。
○EELSにより、軽元素(Liなど)分析や化学結合状態の解析が可能。

アプリケーション

像観察：二次電子像(SE)・散乱電子像(ZC)・透過電子像(TE)・電子回折図形
三次元再構築：トモグラフィー解析
EDX: 点分析・線分析・元素マッピング
EELS: 点分析・線分析・元素マッピング

分析事例

IC・メモリなどの微細構造解析
Li電池の軽元素分析

分析の際に必要な情報

断面構造および着目箇所、構成元素、予想される化学組成情報

観察事例(MOSデバイス断面解析)

透過電子像(TE像)	散乱電子像(ZC像)
Au-Wire立体像構築結果	観察モードの特徴 TE像:Transmission Electron Image 結晶粒・結晶欠陥の観察に適する。 重い物質が存在する箇所は、透過能が 低下するため、コントラストが低下する。 ZC像:Z Contrast Image 試料の組成に応じたコントラスト、つまり 重たい元素・物質ほど明るく観察され、 そのコントラストは原子番号の２乗に 比例すると言われている。 EDXマッピング像:Energy Dispersive X-ray Spectrometry 電子線を照射した際に励起される特性Ｘ線を エネルギー値で分光・検出することにより、 照射領域の構成元素を定性・定量する分析手法。 点分析，ライン分析および面分析が可能。

分析事例(トモグラフィー解析事例：ホール側壁の微粒子)

3次元再構築像

任意の断面が観察可能

任意箇所の測長可能

分析事例(EELSスペクトル解析事例)

	Si-Lエッジ付近のEELSスペクトル
散乱電子像(ZC像) EELS分析箇所(a-b間)	EDXでは、各構成元素「Si」と「O」の情報のみである。 EELSスペクトルでは、 構造の違いに起因するピークの変化が確認できる。

観察事例(EELSマッピング解析事例)

透過電子像(TE像)	散乱電子像(ZC像)	TE像とZC像では、Si酸化膜と有機層の違いを確認できない。
EELS C-マッピング	EELS O-マッピング	EELS ZC/C/O-マッピング
EELS　元素マッピングは、1分以内でデータ取得可能である。 また、観察中に元素マッピングへ信号を切り替えることができ、有機層とSi酸化膜の違いが鮮明に 確認できる。