TEM样品厚度的检测方法、电子设备及TEM系统与流程

文档序号:42661457发布日期:2025-08-05 18:47阅读:65来源:国知局
技术简介:
本发明针对现有TEM样品厚度检测方法精度低、效率差、成本高的问题,提出一种基于电流强度比例的快速检测方案。通过比较待测样品与标准样品的电流强度比例,结合标准数据库数据,可精准判断样品厚度是否符合高分辨成像要求,无需复杂设备,显著提升检测效率与精度。
关键词:透射电子显微镜样品厚度检测,电流强度比例法

本发明创造涉及tem检测,特别是涉及一种tem样品厚度的检测方法、电子设备及tem系统。


背景技术:

1、原子级别的高分辨成像需要透射电子显微镜(transmission electronmicroscope,tem)的样品厚度在设定厚度以下,例如用于氮化镓(gan)半导体材料测试成像的样品厚度需要在20 nm以下,以保证tem成像的对比度和清晰度。在样品厚度超过设定厚度的情况下,需要减薄对应部分的样品。因此,准确且快速地判断用于高分辨成像的样品是否需要减薄,以确保对应样品适用于高分辨成像是很有必要的。

2、相关技术通过检测tem的样品厚度来判断对应样品的适用性,即判断对应样品是否需要减薄。在聚焦离子束(focused ion beam,fib)系统中,通过fib电子束直接测量tem的样品厚度,但测量精度较低。在透射电子显微镜系统中,通过“透光法”对tem的样品厚度进行经验推算,但无法准确表征原子序数高的物质,且电子束强度不易直接控制,或者,通过电子能量损失谱法测试得到tem的样品厚度,具有较高的测试精度,但需要特定的配件(能量过滤成像系统)才能实现,存在试验调试周期长,成本较高的问题,且检测效率较低,不适用于快速评估tem的样品是否需要减薄。

3、针对相关技术中检测tem样品厚度的方法难以兼顾高精度、高效率和低成本的问题,目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现思路

1、本发明创造提供了一种tem样品厚度的检测方法、电子设备及tem系统,至少解决相关技术中检测tem样品厚度的方法难以兼顾高精度、高效率和低成本的问题。

2、第一方面,本发明创造提供了一种tem样品厚度的检测方法,上述检测方法包括:获取第一电流强度值;其中,第一电流强度值为第一电子束直接投射在荧光屏上时对应位置的电流强度值;获取第二电流强度值;其中,第二电流强度值为第一电子束透过待测tem样品投射在荧光屏上时对应位置的电流强度值;根据第一电流强度值和第二电流强度值,确定当前电流强度比例;判断当前电流强度比例是否符合基于标准电流强度比例的合格条件;其中,标准电流强度比例为标准tem样品对应的比例;在当前电流强度比例符合基于标准电流强度比例的合格条件的情况下,确定待测tem样品的厚度检测信息;其中,厚度检测信息包括待测tem样品的厚度小于或等于标准tem样品的厚度。

3、进一步地,本发明创造提供的tem样品厚度的检测方法,在当前电流强度比例不符合基于标准电流强度比例的合格条件的情况下,上述方法还包括:检测待测tem样品的未测区域的厚度;其中,未测区域为待测tem样品上未被第一电子束透射的区域;在待测tem样品的全部区域的厚度均大于标准tem样品的厚度的情况下,获取待测tem样品的感兴趣区域的位置信息和厚度信息;对新的待测tem样品进行检测,确定新的待测tem样品的厚度检测信息;其中,新的待测tem样品为基于位置信息和厚度信息对待测tem样品的感兴趣区域进行减薄处理得到的tem样品。

4、进一步地,本发明创造提供的tem样品厚度的检测方法,获取待测tem样品的感兴趣区域的位置信息的方法,包括:获取待测tem样品的tem样品图像;其中,tem样品图像为对待测tem样品进行透射电子显微镜成像得到的图像;对tem样品图像进行处理,得到感兴趣区域的位置信息;获取待测tem样品的感兴趣区域的厚度信息的方法,包括:分别对标准电流强度比例与感兴趣区域对应的当前电流强度比例进行处理,得到处理后的标准电流强度比例与处理后的当前电流强度比例;基于处理后的标准电流强度比例与处理后的当前电流强度比例的比值,计算出调整系数;基于调整系数与标准tem样品的厚度,计算出待测tem样品的感兴趣区域的厚度。

5、进一步地,本发明创造提供的tem样品厚度的检测方法,根据下列公式计算待测tem样品的感兴趣区域的厚度:

6、;

7、其中,表示感兴趣区域的厚度,表示标准tem样品的厚度,表示感兴趣区域对应的当前电流强度比例,表示标准电流强度比例。

8、进一步地,本发明创造提供的tem样品厚度的检测方法,基于位置信息和厚度信息对待测tem样品的感兴趣区域进行减薄处理,得到新的待测tem样品,包括:在感兴趣区域的厚度超过第一厚度的情况下,控制fib装置产生第一离子束对感兴趣区域进行减薄,得到第一样品;再控制fib装置产生第二离子束对第一样品进行减薄,得到新的待测tem样品;其中,第一厚度大于预设厚度,第二离子束的离子束能量小于第一离子束的离子束能量;在感兴趣区域的厚度小于或等于第一厚度的情况下,控制fib装置产生第二离子束对感兴趣区域进行减薄,得到新的待测tem样品。

9、进一步地,本发明创造提供的tem样品厚度的检测方法,判断当前电流强度比例是否符合基于标准电流强度比例的合格条件之前,上述方法还包括:获取第一标准电流强度值;其中,第一标准电流强度值为第二电子束直接投射在荧光屏上时对应位置的电流强度值;获取第二标准电流强度值;其中,第二标准电流强度值为第二电子束透过标准tem样品投射在荧光屏上时对应位置的电流强度值,标准tem样品为厚度等于预设厚度的tem样品;根据第一标准电流强度值和第二标准电流强度值,确定标准电流强度比例。

10、进一步地,本发明创造提供的tem样品厚度的检测方法,获取第一标准电流强度值与第二标准电流强度值的步骤,包括:基于标准tem样品的材料种类,从标准数据库中查找与标准tem样品的材料种类对应的第一标准电流强度值与第二标准电流强度值;其中,标准数据库包括多个不同材料的标准tem样品对应的第二标准电流强度值与第一标准电流强度值。

11、进一步地,本发明创造提供的tem样品厚度的检测方法,获取第一电流强度值之前,上述方法还包括:在透射电子显微镜处于扫描工作模式时,控制单色器对电子枪发射的电子束进行调整,得到待校正电子束;控制球差校正器对待校正电子束进行球差校正,得到第一电子束。

12、第二方面,本发明创造提供了一种电子设备,上述电子设备包括:处理器以及存储程序的存储器,程序包括指令,指令在由处理器执行时使处理器执行任一上述的方法。

13、第三方面,本发明创造提供了一种tem系统,上述tem系统包括上述电子设备以及与上述电子设备连接的透射电子显微镜。

14、本发明创造提供了一种tem样品厚度的检测方法,先获取第一电流强度值与第二电流强度值,第一电流强度值为第一电子束直接投射在荧光屏上时对应位置的电流强度值,第二电流强度值为第一电子束透过待测tem样品投射在荧光屏上时对应位置的电流强度值;然后根据第一电流强度值和第二电流强度值确定当前电流强度比例;然后判断当前电流强度比例是否符合基于标准电流强度比例的合格条件;在当前电流强度比例符合上述合格条件的情况下,确定待测tem样品的厚度小于或等于标准tem样品的厚度,实现待测tem样品的厚度的检测。通过采用本方案,可以快速判断待测tem样品的厚度是否满足tem高分辨成像的设定厚度要求,具有检测效率较高、检测成本较低和检测精度较高的优点,以解决相关技术中检测tem样品厚度的方法难以兼顾高精度、高效率和低成本的问题。

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