ב ניתוח עומק של נוריות ידי שילוב של טומוגרפיה ממוחשבת X-ray (CT) ואור מיקרוסקופית (LM) בקורלציה עם מיקרוסקופ אלקטרוני סורק (SEM)

המטרה הכוללת של הליך מיקרו-אפיון רב-מודאלי זה היא לספק שיטה למתאם תלוי מיקום של הנתונים שנרכשו על ידי טומוגרפיה ממוחשבת של קרני רנטגן, מיקרוסקופ אור ומיקרוסקופ אלקטרונים סורק. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום המיקרו-אפיון כגון ניתוח כשלים או הנדסה לאחור של התקנים מיקרו-אלקטרוניים. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שתכונות אופטיות של דגימה עשויות להיות קשורות למיקרו-מבנה ואפילו לפרטים מבניים תת-מיקרומטריים.

ההשלכות של טכניקה זו משתרעות על מניעת כשל במכשיר מכיוון שפגמים אופטיים או בהומוגניות יכולים להיות קשורים באופן סופי וניתן לעקוב אחר פגמים מבניים או חשמליים של המכשירים. כך ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי מכשירים מיקרו-אלקטרוניים. ניתן ליישם אותו גם על ניתוח מבני אחר כגון אפיון חומרים מרוכבים.

התחל הליך זה עם הכנה פשוטה והגדרת מדידת CT כמתואר בפרוטוקול טקסט. בחר את אזור העניין או את ההחזר על ההשקעה על-ידי זיהוי האזור שאינו מוסתר על-ידי האובייקט הנמדד במהלך סיבוב מלא אחד. בחלון המדידה עם התמונה החיה, לחץ והחזק את לחצן העכבר השמאלי וצייר חלון מסגרת אדום.

לחץ לחיצה ימנית על מסגרת חלון זה כדי לפתוח תפריט תלוי-הקשר. לאחר מכן בחר הגדר כחלון תצפית. צבע המסגרת ישתנה לצהוב וחלון התצפית יתוקן בחלון המדידה.

הפעל את מודול התוכנה Auto-Scan Optimizer, שדרכו מצולמות תשע תמונות לפני הסריקה בפועל של הדגימה. אלה תמונות שצולמו בצעדים של 40 מעלות תוך כדי סיבוב הדגימה. במקביל, הפעל את שגרת Detector Shift של המודול.

ההפעלה בו-זמנית של שני המודולים הללו לפני תחילת סריקת ה-CT בפועל מבטיחה תיקון לתנועות הדגימה ולחפצי הטבעת. לאחר מכן, סרוק את הדגימה על ידי הפעלת שגרת רכישת הנתונים בתוכנת הרכישה. העבר את נתוני השחזור לתוכנת ניתוח נתוני CT ויישר את הדגימה במישורי X-Y, XZ ו-Y-Z באמצעות פונקציית הרישום הפשוטה בתוכנה.

החל סינון חציוני באמצעות גודל מסנן של 3. להכנת מיקרו הטמיעו LED בשרף אפוקסי באמצעות תומכים שקופים. קדחו שני חורים קטנים בצדדים מנוגדים של התמיכה והזינו דרכו את חוט הכסף

בשלב זה זה קריטי המיקום הזהיר של הדגימה. אם הסטייה מהמיקום האידיאלי מוגדרת על ידי סריקת ה-CT כגדולה מדי, עלולות להיווצר תקלות חשמליות ויהיה צורך להתחיל את הפרוטוקול מההתחלה. מקם את הנורית באמצעות הידוק או שחרור חוט הכסף כדי ליישר את הקצה הקדמי של הנורית והתמיכה.

מלאו את הטבעת באפוקסי בתוך סיליקון שטופלה מראש כדי להבטיח שהיא לא תידבק לאפוקסי. לאחר מכן, הניחו לאפוקסי להתקשות. הסר מכנית כל שרף עודף על ידי טחינה בנייר שוחק גס.

באמצעות מיקרוסקופ סטריאו, ודא חזותית שהתמיכה והנורית מיושרים, ולאחר מכן קבע את ה-LED המוטבע בשרף האפוקסי בצורה פלנר למחזיק פשוט לטחינה מדויקת. השתמש במטחנה עם מדידת שחיקה והסר את משטח הדגימה עד 100 מיקרון ממיקום המישור הממוקד. לאחר הליטוש, התבונן במשטח החלק ונטול השריטות באמצעות מיקרוסקופ סטריאו.

נקו את הדגימה במים נטולי יונים וכריות כותנה, ולאחר מכן הסירו את המים על ידי שטיפה באתנול וייבוש באמצעות מייבש שיער. ממיסים את הדגימה במחזיק מדגם מתאים למיקרוסקופ אור ואלקטרונים קורלטיביים, או בקיצור CLEM. ודא שמחזיק המדגם מתקן את הדגימה לשימוש ב-LM, ציפוי מקרטע ו-SEM.

התאם את סימני הכיול לגובה זהה למשטח הדגימה. ודא שהמשטח המלוטש מקביל למישור המוקד של ה-LM.לאחר מכן, קבע את מחזיק המדגם על ה-XY הממונע tagה של ה-LM.חבר את הנורית לאספקת החשמל. ספק הכוח צריך לפעול במצב זרם קבוע.

באמצעות תוכנת המיקרוסקופ, כייל את מיקום מחזיק המדגם על ה-XY tagה על ידי שמירת המיקום של סימני הכיול כנקודות ייחוס. הזז את שלב ה-XY של ה-LM כך שהחזר ה-ROI של המדגם יהיה בשדה הראייה של ה-LM.הפעל את ספק הכוח וכוון את פליטת ה-LED. כבה את תאורת LM והתאם את זמן החשיפה של מצלמת ה-LM.

השג את תמונת ה-LM של פיזור האור בתוך הדגימה. במידת הצורך, זוהר תמונה יחד עם ניגודים אחרים על ידי הפעלת תאורת LM ו-LED בו-זמנית. שמור את כל תמונות ה-LM יחד עם מיקום הבמה המתאים כמתואר במדריך למשתמש.

התכוננו לניתוח SEM על ידי ציפוי הדגימה וביצוע ההתקנה כמתואר בפרוטוקול הטקסט. הזז את השלב כדי להציג את החזר ה-ROI על הדגימה ובצע ניתוח SEM באותו מיקום כפי שנעשה עבור LM.בחר גלאי אלקטרונים מפוזרים לאחור עבור ניגודיות חומרים. עבור מדגם זה, בחר אנרגיית אלקטרונים של 20 keV.

הגדר את הצמצם ל-30 מיקרון ומקם את הדגימה במרחק עבודה של 8.7 מ"מ. בחר גלאי אלקטרונים משני להדמיית משטח מיקרו-מבנה. לאחר מכן שנה לגלאי EDS למיפוי אלמנטים.

עבור דגימה זו, בחר צמצם של 60 מיקרון כדי להגדיל את זרם האלומה, ומקם את הדגימה במרחק עבודה של 9 מ"מ. תוצאות מייצגות עבור מיקרו-אפיון של נורית LED הניתנת להפעלה חשמלית מוצגות כאן. הנה הדגימה שהוכנה לסריקת CT, עם משטח שבב של 1 מ"מ מרובע.

מידע משחזר של נפח CT מאפשר תכנון של מטוסי חיתוך להכנה זעירה. על ידי מיקום זהיר של חתך הדגימה, מובטחת הפעלה חשמלית לאחר פעולה חלקית. מידע על התנהגות הזוהר מתקבל על ידי מיקרוסקופיה אופטית של ה-LED המונע חשמלית.

פליטה כחולה של המוליך למחצה נבדלת היטב מפליטה אדומה וצהובה של הזרחן באמצעות מכשיר זה. שכבת-על של תמונות מיקרוסקופ האור עם SE Microgras באמצעות מיקרוסקופיה מתואמת משפרת את עומק המידע. בדוגמה זו נחשף המיקרו-מבנה של שני הזרחנים.

מידע נוסף עשוי להתקבל על ידי שכבות ספקטרוסקופיה פלואורסצנטיות של קרני רנטגן מפזרות אנרגיה. לאחר שליטה, ניתן לבצע את אפיון המכשיר הנוזלי, כולל כל הדגמים המוצגים, תוך 48 שעות אם הוא מבוצע כראוי. בעת ניסיון הליך זה, חשוב לזכור לבדוק שוב ושוב את יכולת הפעולה של המכשיר במהלך הכנת חתך רוחב.

בעקבות הליך זה, ניתן לבצע שיטות אחרות כמו מיקרוסקופיה פלואורסצנטית על מנת לענות על שאלות נוספות כמו עירור והתנהגות פליטה של הזרחנים. טכניקה זו מאפשרת לחוקרים בתחום המיקרו-אפיון לחקור התקנים אלקטרו-אופטיים בתפקוד מלא.