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先进材料表征方法

 

X射线能谱分析(EDS) 聚焦离子束分析(FIB) 俄歇电子能谱分析(AES) X射线光电子能谱分析(XPS)
动态二次离子质谱分析(D-SIMS) 飞行时间二次离子质谱分析(TOF-SIMS)

 

表面元素分析

 

1.俄歇电子能谱技术(AES)

俄歇电子能谱技术(Auger electron spectroscopy,简称AES),是一种表面科学和材料科学的分析技术,因检测由俄歇效应产生的俄歇电子信号进行分析而命名。这种效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出的能量被其他外层电子吸收而使后者逸出,这一连串事件称为俄歇效应,而逃脱出来的电子称为俄歇电子,通过检测俄歇电子的能量和数量来进行定性定量分析。AES应用于鉴定样品表面的化学性质及组成的分析,其特点在俄歇电子来极表面甚至单个原子层,仅带出表面的化学信息,具有分析区域小、分析深度浅和不破坏样品的特点,广泛应用于材料分析以及催化、吸附、腐蚀、磨损等方面的研究。

 

2. 俄歇电子能谱分析(AES)可为客户解决的产品质量问题

(1)当产品表面存在微小的异物,而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析,可选择AES进行分析,AES能分析≥20nm直径的异物成分,且异物的厚度不受限制(能达到单个原子层厚度,0.5nm)。

(2)当产品表面膜层太薄,无法使用常规测试进行厚度测量,可选择AES进行分析,利用AES的深度溅射功能测试≥3nm膜厚厚度。

(3)当产品表面有多层薄膜,需测量各层膜厚及成分,利用D-SIMS(AES)能准确测定各层薄膜厚度及组成成分。

 

3. 俄歇电子能谱分析(AES)注意事项

(1)样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm,当样品尺寸过大需切割取样。

(2)取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置,取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装, 避免外来污染影响分析结果。

(3)由于AES测试深度太浅,无法对样品喷金后再测试,所以绝缘的样品不能测试,只能测试导电性较好的样品。

(4)AES元素分析范围Li-U,只能测试无机物质,不能测试有机物物质,检出限0.1%。

 

4.应用实例

样品信息:样品为客户端送检LED碎片,客户端反映LED碎片上Pad表面存在污染物,要求分析污染物的类型。

失效样品确认:将LED碎片放在金相显微镜下观察,寻找被污染的Pad,通过观察,发现Pad表面较多小黑点。

 

LED的金相显微观察

 

俄歇电子能谱仪( AES)分析:对被污染的Pad表面进行分析,结果如下图,位置1为污染位置,位置2为未污染位置。

俄歇电子能谱仪分析 俄歇电子能谱仪分析

结论:通过未污染位置和污染位置对比分析,发现污染位置主要为含K和S类物质,在未污染位置只发现S和O,推断污染位置存在K离子污染,并接触含S类介质,共同作用形成黑色的污染物。

 



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