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氩离子刻蚀镀膜仪 PECS Ⅱ

1. 氩离子刻蚀镀膜仪器简介

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GATAN第二代精密刻蚀镀膜仪(PECS Ⅱ)是一款桌面型宽束氩离子抛光、镀膜及膜厚测量设备。对于同一个样品,可在同一真空环境下完成抛光及镀膜。设备采用两个宽束氩离子源对样品表面进行抛光,去除损伤层,从而得到高质量样品。用于SEM、光镜或者扫描探针显微镜进行成像。

2.  技术指标:

1)功能:具备平面大面积离子抛光、横截面离子抛光及高精度离子束镀膜,全面解决高端场 发射电镜所有制样需求;

2)离子枪角度:0°到 + 18°,每只离子枪可独立调节;

3)离子枪束能量:0.1keV~8keV , 可在不同电压下自动优化离子束束流;

4)抛光区域面积:平面抛光区域直径≥10mm,横截面≥2mm×2mm

5)最大样品尺寸:直径32mm×高15mm

6)冷台部分:带有液氮冷台,以及精确控温系统,一次加注液氮续航能力6-8小时;

7)耙材装置:同时安装两种靶材,金靶、铂靶;

3. 氩离子镀膜仪优势

氩离子镀膜仪可用于钢铁、地质、油页岩、 锂离子电池、光伏材料、 薄膜、半导体、EBSD、生物材料等的样品的抛光或镀膜操作。

EBSD样品制备为例,目前比较常用的 EBSD 制样 方法为机械抛光、电解抛光、聚焦离子束(FIB)、氩离子抛光等。机械抛光比较常用的抛光膏硬度较大,虽然粒度可以很小,但是仍会划 伤表面,不适合硬度较小的材料;电解抛光对于样品尺寸有较多限制,面积较大时,各处电流不均匀,造成样品表面凹凸不平;FIB 测试区域非常小,耗时非常长,不利于观察,同时其价格非常昂贵。

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上图所示为钛合金样品在相同参数下(step size=0.3um)所得 EBSD 图像的对比图,从图中 1 可以清晰看出,机械抛光虽然二次电子像非常平整,但是由于存在较大 的应力,因此所得 EBSD 图像质量非常差;图 2 中可见,由于存在第二相,电解 抛光时,腐蚀速率不一样,因此,二次电子图像,能够清楚看到相界,所得 EBSD 图像虽然比机械抛光要好,但是第二相由于信号遮挡,因此,其标定率较低;图 3 中可看出,图像整体标定率非常高,第二相虽然尺寸相对较小,但是经过氩离 子抛光后,可以得到其准确的取向信息。通过 3 种抛光方法的对比,可以明显看到氩离子抛光仪在 EBSD 检测方法上的优势。

4. 应用案例

应用案例一:PET材料的截面抛光结果图

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应用案例二:硅片背面抛光结果图

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抛光前

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抛光后

应用案例三:芯片截面切割/抛光

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