Аппаратная функция отклика детектора отраженных электронов и контраст химического состава образцов в сканирующей электронной микроскопии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приводятся формулы для расчета коэффициента отражения обратно рассеянных электронов в зависимости от материала (атомного номера Z), т.е. химического состава образца, и энергии первичных облучающих электронов EB. Приводится расчет детектируемого сигнала обратно рассеянных электронов в зависимости от Z, EB и функции отклика F полупроводниковых детекторов и детекторов на основе микроканальных пластин. Результаты расчетов сравниваются с результатами экспериментальных измерений. Проведен сравнительный анализ контраста изображений состава образцов, получаемого для различных типов детекторов при различных EB.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Э. И. Рау

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: rau@phys.msu.ru
Россия, Москва

С. В. Зайцев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: zai336@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Reimer L., Scanning Electron Microscopy. Physics of Image formation and Microanalysis. 2-d ed. Berlin: Springer, 1998.
  2. Funsten H.O., Suszcynsky D.M., Ritzau S.M., Korde R. //IEEE Transactions on Nuclear Science. 1997. V. 44(6). P. 2561. https://doi.org/10.1109/23.650863
  3. Рау Э.И., Орликовский Н.А., Иванова Е.С. // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46(6). С. 829.
  4. Wall B.L., Amsbaugh J.F., Beglarian A., Bergmann T., Bichsel H.C., Bodine L.I., Wilkerson J.F. // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2014. V. 744. P. 73. https://doi.org/10.1016/j.nima.2013.12.048
  5. Зайцев С.В., Купреенко С.Ю., Рау Э.И., Татаринцев А.А. // ПТЭ. 2015. Т. 6. С. 51. https://doi.org/10.31857/S0032816223040092.
  6. Müller E., Gerthsen D. // Ultramicroscopy. 2017. V. 173. P. 71. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2016.12.003
  7. Rau E.I., Karaulov V.Y., Zaitsev S.V. // Rev. Sci. Instrum. 2019. V. 90(2). P. 023701. https://doi.org/10.1063/1.5054746
  8. Chen Z., Hu L., Zhang L., Shen J., Chen C. // IEEE Transactions on Electron Devices. 2023. V. 70(3). P. 1109. http://dx.doi.org/10.1109/TED.2023.3236907
  9. Arnal F., Verdier P., Vincensini P.D. // Compt. Rend. Acad. Sci. 1969. V. 268. P.1526.
  10. Hunger H.J., Küchler L. // Phys. Status Solidi (a). 1979. V. 56(1). P. K45. https://doi.org/10.1002/pssa.2210560157
  11. Staub P.F. // J. Physics D: Appl. Phys. 1994. V. 27(7). P.1533. https://doi.org/10.1088/0022-3727/27/7/030.
  12. Бронштейн И.М., Фрайман Б.С. Вторичная электронная эмиссия. Москва: Наука, 1969.
  13. Fitting H.J. // J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena. 2004. V. 136(3). P. 265. https://doi.org/10.1016/j.elspec.2004.04.003.
  14. Орликовский Н.А., Рау Э.И. // Известия РАН. Серия физическая. 2011. Т. 75. №9. С. 1305.
  15. Cazaux J., Kuwano N., Sato K. // Ultramicroscopy. 2013. V. 135. P. 43. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2013.06.002
  16. Timisch F., Inoue N. // Ultramicroscopy. 2018. V. 186. P. 82. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2017.12.001
  17. Sercel P.C., Lebens J.A., Vahala K.J. // Rev. Sci. Instrum. 1989. V. 60(12). P. 3775. https://doi.org/10.1063/1.1140489
  18. Kim H., Negishi T., Kudo M., Takei H., Yasuda K. // J. Electron Microscopy. 2010. V. 59(5). P. 379. https://doi.org/10.1093/jmicro/dfq012

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. a – Коэффициент отражения обратно рассеянных электронов в зависимости от атомного номера Z, рассчитанный по формуле (2) для EB = 2 кэВ (кривая 1) и EB = 20 кэВ (кривая 2), а также по формуле (3) (кривая 3). б –Коэффициент отражения обратно рассеянных электронов в зависимости от энергии EB для различных элементов Z, расчёт выполнен по формуле (2).

Скачать (133KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схематическое представление геометрии эксперимента при работе СЭМ в режиме детектирования отраженных электронов (ОЭ): Sp – образец, D – полупроводниковый планарный p–n-детектор с толщиной фронтального слоя t.

Скачать (100KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимости сигнала IS от энергии EB для ряда массивных образцов с атомным номером Z при токе первичных электронов IB = 1 нА.

Скачать (136KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Нормированные значения функции отклика F в зависимости от энергии EB для полупроводниковых детекторов и для МКП-детекторов.

Скачать (124KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024