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M0201

電界放射型走査透過電子顕微鏡(FE-STEM)

1. メーカー・型式

日立製作所製     HD-2000

2. 原理・特徴

図:FE-STEM装置の概略図
  1. 高輝度冷陰極電界放出形電子源より得られた細く絞った電子線を試料上で走査することにより、ナノメーターオーダーの微細組織を高分解能にSTEM(SEM)観察することができます。
  2. 高角度に散乱された散乱電子のみを用いて結像することにより、試料中の組成変化に敏感なZ-コントラスト像が得られます。
  3. 試料から発生した特性X線をエネルギー分散型X線分光器(EDS)で検出することにより、ナノメーター領域の組成分析を行うことができます。
  4. EDS検出感度は従来装置に比べて約2.5倍に向上しており、さらに測定中の試料ドリフト補正機能と組み合わせることにより微小領域の組成分布を測定することが可能となりました。
  5. エネルギー損失した透過電子をEELS検出器(ELV-2000)を用いて測定することにより、EELSスペクトルが得られます。EELS分析はEDS分析に比べて特に軽元素の検出感度が高く、例えばONO膜等の組成分布の測定に威力を発揮します。

3. 性能

STEM像分解能 0.24nm(Z-コントラスト像、異相コントラスト像)
SEM像分解能 1.0nm
EDS検出器エネルギー分解能 143eV
EDS検出器立体角 0.3sr
EELS像分解能 2nm
最大試料傾斜角度 ±20度(TILT)

4. 応用分野・分析例

  • Z-コントラスト像によるナノ構造の組成像の観察
  • 位相コントラスト像による結晶性評価や高分解能格子縞観察
  • 高加速SEM電位コントラスト観察による半導体配線短絡不良の解析
  • EDSマッピング測定による微小領域の組成分布の測定
  • EDSマッピング及びライン測定によるバリヤ構造の拡散状態の解析
  • EELSマッピング測定によるONO膜の解析
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