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X-Ray,XRD,XRF,XPS有什么区别?
6 小时前   浏览:42   来源:小萍子
本文介绍了X-Ray,XRD,XRF,XPS四种设备的作用和区别。


晶圆厂中,X射线可以应用在X-Ray,XRD,XRF,XPS,这四种设备各有什么作用和区别吗?

X-Ray、XRD、XRF、XPS虽然它们都用 X 光源,但原理、检测对象和应用目的截然不同



X-Ray(CT)




原理:运用的是X射线的透射原理:X 射线穿透样品时,会根据样品内部密度、厚度、材料组成不同而发生不同程度的吸收。探测器记录 X 射线通过样品后的强度变化,形成影像

作用:无损检测,可看到芯片封装内部结构。不能得出元素组成,只看结构形貌、断裂、偏移;可做 2D 或 3D 重建(CT 扫描)。




XRD(X-ray Diffraction,X射线衍射)





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原理:利用布拉格衍射原理,X 射线照射到晶体面上发生弹性散射;当满足衍射条件时,会在特定角度形成峰值信号;分析峰位和强度可得知材料的晶体结构、取向、应力、缺陷等信息。


作用:判断晶体是否存在、是否定向排列;测量晶格常数、应力、晶粒大小;检测外延层是否与底层晶格匹配等。非破坏性,可用于薄膜、多晶、单晶材料分析。




XRF(X-ray Fluorescence,X射线荧光光谱)




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原理:X射线轰击样品原子 → 激发出内层电子 → 原子处于激发态(有空位) →外层电子跃迁到内层空位,释放多余能量 → 发出特征能量的二次X射线(荧光)。

每种元素发射的荧光能量不同 → 可用于定性和定量分析元素组成


作用:快速识别样品中的元素种类与含量(≥ppm级);测金属层厚度等。非破坏性。




XPS(X-ray Photoelectron Spectroscopy,X射线光电子能谱)




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原理:X 射线照射样品时,光电效应将材料内层电子击出;测量电子的动能后,根据能量守恒计算电子的束缚能;束缚能是元素特征值 → 得出元素种类、化学态和结合状态

作用:测量任何表面上最上层的 50-60 个原子,5-10 纳米的元素组成。具有破坏性。


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不代表中国科学院半导体所立场


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