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Absorbierte Elektronen AbE

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Nicht alle Primärelektronen des anregenden Elektronenstrahls führen zur Erzeugung von RE- oder SE-Elektronen. Die in der Probe verbleibenden Elektronen werden als Absorbierte Elektronen (AbE) bezeichnet und müssen zur Vermeidung von Aufladungen nach Masse abgeführt werden. Der dabei fließende Strom wird als Probenstrom (Absorbed Current) bezeichnet und kann zur Erzeugung eines Probenstrombildes verwendet werden.

Der Materialkontrast entsteht durch die Abhängigkeit des Probenstroms von der Leitfähigkeit des Probenmaterials bei der Abrasterung. Je höher die Leitfähigkeit eines Elementes oder einer Phase ist, umso heller wird es abgebildet (Abbildung).

Der EBIC-Kontrast (Electron Beam Induced Current – Contrast) entsteht als Ergebnis von Elektronen-Loch Paarbildungen in Halbleitermaterialien durch den anregenden Elektronenstrahl. Dabei wird innerhalb von Potentialbarrieren (von außen angelegte Offset-Spannung) ein Strom induziert, der durch seinen Einfluss auf die Zahl der AbE als Probenstromänderung abgebildet werden kann.

Das EBIC-Signal wird zur Messung und Sichtbarmachung von pn-Übergängen, zur Messung von Diffusionslängen und zur Beurteilung der Rekombinationseigenschaften von Halbleitern verwendet.

Als Detektoren werden empfindliche Strommessgeräte (Nano- oder Picoamperemeter) zum verwendet.

Abbildung: Materialkontrast dargestellt durch absorbierte Elektronen. SE Bild (links), AbE Bild (rechts).

Auger-Elektronen AE

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Durch die PE des anregenden Elektronenstrahls werden in den Atomen des Probenmaterials kernnahe Elektronen aus ihrer Position geschlagen, wodurch eine Lücke innerhalb der jeweiligen Kernschale entsteht (Ionisation). Diese Lücke wird durch ein Elektron aus einer höheren Schale aufgefüllt. Die dabei frei werdende Energie kann durch die Emission eines Photons abgeführt werden (siehe charakteristische Röntgenstrahlung) oder auf ein zweites Elektron übertragen werden, das als Auger-Elektron in oberflächennahen Bereichen (< 1 nm) aus der Probe austreten kann. Die kinetische Energie des Auger-Elektrons wird dabei lediglich durch die elektronischen Niveaus, die an dem Auger-Prozess beteiligt sind, bestimmt und nicht durch die Energie der eingestrahlten Elektronen.
Aufgrund dieser Eigenschaft können für jedes Element Auger-Elektronen mit spezifischer kinetischer Energie detektiert werden, was eine Analyse der Oberflächenzusammensetzung ermöglicht (Auger-Elektronen-Spektroskopie – AES).
Die Analyse von Auger-Elektronen erfolgt in speziellen Geräten, die Nutzung von Auger-Elektronen zur Bilderzeugung wird als Raster-Auger-Mikroskopie (Scanning Auger Microscopy – SAM) bezeichnet.

Auswahl der Standards

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Damit Proben und Standards miteinander verglichen werden können, müssen sie möglichst ähnliche Zusammensetzungen und Eigenschaften aufweisen. Die passenden Standards auszuwählen ist von entscheidender Bedeutung für die spätere Messgenauigkeit. Read more

Automatische Partikelsuche / Strukturanalyse

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Die automatische Partikelsuche / Strukturanalyse beinhaltet eine Kombination von Bildauswertung und quantitativer Auswertung der gefundenen Bildstrukturen, meist in Verbindung mit einer anschließenden Klassifizierung nach morphologischen und chemischen Merkmalen. Grundvoraussetzung für eine automatische Partikelsuche / Strukturanalyse ist die Möglichkeit, die interessierenden Strukturen im REM-Bild deutlich vom Untergrund und anderen Bildinhalten trennen zu können. Insbesondere bei der Messung von kleinen Partikeln / Einschlüssen im Mikrometer-Bereich ist zu beachten, dass bei der EDX-Analyse auch der Untergrund/die Umgebung mit gemessen wird und so Fehler beim Nachweis von Elementen entstehen können, bzw. bei der anschließenden quantitativen Auswertung. Read more