박막의 두께, 미세조직, 조성 분석방법 조사

소개

박막의 두께, 미세조직, 조성을 분석하는 방법을 조사한 내용으로, 해당 레포트는 만점을 받았습니다.

목차

1. 두께 분석방법
1.1. SEM(Scanning Electron Microscopy)
1.2. Stylus
1.3. Ellipsometer
1.4. Reflectometer
1.5. Weight measurement
1.6. Quartz Crystal Sensor
1.7. 두께 분석방법 비교요약

2. 미세조직 분석방법
2.1. SEM(Scanning Electron Microscope)
2.2. TEM(Transmission Electron Microscope)
2.3. SEM과 TEM 비교

3. 조성 분석방법
3.1. EDS(Energy Dispersive Spectroscopy)
3.2. AES(Auger Electron Spectroscopy)
3.3. XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy)
3.4. RBS(Rutherford Backscattering Spectroscopy)
3.5. SIMS(Secondary Ion Mass Spectroscopy)
3.6. 조성 분석방법 비교요약

본문내용

1. 두께 분석방법
1.1. SEM(Scanning Electron Microscopy)
1.1.1. 정의
- 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)은 전자가 표본을 통과하는 것이 아니라 초점이 잘 맞추어진 전자선 electron beam을 표본의 표면에 주사한다. 주사된 전자선이 표본의 한 점에 집중되면 일차전자만 굴절되고 표면에서 발생된 이차전자는 검파기 detector에 의해 수집된다. 그 결과 생긴 신호들이 여러 점으로부터 모여들어 음극선관 cathod ray tube에 상을 형성하게 한다.
- SEM은 고체상태에서 미세조직과 형상을 관찰하는 데에 가장 다양하게 쓰이는 분석기기로서 50Å정도의 해상력을 지닌 것이 상품화되어 있고, 최근에 판매되고 있는 고분리능 주사전자형미경(SEM)은 10Å이하의 해상력을 가지고 있다.

1.1.2. 원리
- 전자발생원(Electron Electron Source) 으로부터 전자선을 조사해 미소한 점으로 초점을 맞추고, 검출기로 미소점에서의 변화된 신호량의 대소를 브라운관 점의 명암으로써 영상시킨다. 전자선이 조사될 때 후방 산란 전자(Back scatteredelectron), 2차 전자(Secondary electron), X선, 음극 형광 등이 발생된다. 발생한 전자는 검출기에 의해 전류신호로 변환되어 브라운관 위에 신호상으로써 영상화된다. 이 중에서 2차 전자상이 가장 분리능이 높아서 가장 널리 사용된다.

1.1.3. 특징
- 초점이 높은 심도를 이용해서 비교적 큰 표본을 입체적으로 관찰할 수 있다. 검출기는 scintillater 라고도 하는데 scintillater로 검출된 2차 전자는 광전 중배관으로 운반되어 신호가 증폭 된 후 다시 video amplifier에서 영상신호 증폭을 거쳐 CRT에서 관찰하게 된다. 따라서 SEM은 시료 위를 주사된 상을 관찰하므로 3차원적인 입체상을 관찰할 수 있다. 하지만, 측정하고자 하는 물질에 대한 시편을 만들어야 하는 불편함이 있다.

참고자료

· Materials Science of Thin Films/Elsevier/Milton Ohring 등