基于扫描电镜和能谱仪的薄膜表面形貌和厚度同时测量研究

作者：任飞旭; 曲**; 张鑫; 韩纪锋^*; 宋瑞强; 刘星泉; 陈蕾; 颜筱宇; 张艺蓉; 冷强钟; 刘吉珍

来源：分析科学学报, 2023, 39(03): 355-360.

DOI：10.13526/j.issn.1006-6144.2023.03.016

• 扫描电子显微镜
• X射线能谱仪
• 薄膜厚度
• 特征X射线
• 标准样品法

扫描电子显微镜通过电子束轰击样品产生的二次电子、背散射电子等实现对样品表面形貌的观测，通过对样品横断面的观测来获得薄膜厚度信息，但难以实现对薄膜表面形貌和厚度的同时观测。通过能谱仪研究各种厚度的薄膜同其激发的特征X射线计数率之间的关系，实现了通过特征X射线计数率来测量薄膜厚度的方法。对于激光吹气系统所需的钨薄膜而言，结果表明，计数率随薄膜厚度的增加先线性增加后趋于稳定，利用该曲线的直线部分作为刻度曲线，可实现对5～19μm范围内钨薄膜表面形貌和厚度的同时测量，精度约为10%,通过增加电子能量可实现对更厚样品的测量。该方法可推广到其他种类的薄膜研究，有助于推动薄膜物理研究的开展。

• 单位
  中国核动力研究设计院; 四川大学; 辐射物理及技术教育部重点实验室