製品・技術
TEM-EDS/EELS:透過型電子顕微鏡・元素分析概略
TEM/STEMを用いた元素分析です。
EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy:ネルギー分散型X線分光法)は比較的重元素の測定に向いており、EELS(Electron Energy Loss Spectroscopy:電子エネルギー損失分光分法)は比較的軽元素の分析に向いています。更にEELSでは状態分析も可能です。
EDS(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy:ネルギー分散型X線分光法)は比較的重元素の測定に向いており、EELS(Electron Energy Loss Spectroscopy:電子エネルギー損失分光分法)は比較的軽元素の分析に向いています。更にEELSでは状態分析も可能です。
対象分野
- 半導体
- エレクトロニクス
- 自動車
- 航空宇宙
- 鉄鋼
- 先端材料
- エネルギー
- メディカルデバイス
対象試料の事例
- Ⅲ-Ⅴ・GaN系薄膜・ デバイスの断面構造観察及び元素分析
- Si系薄膜・ デバイスの断面構造観察及び元素分析
- その他各種固体材料の元素分析
- 燃料電池触媒の元素分析
- 有機EL素子等、有機デバイスの元素分析
原理/特徴
ESDは試料に電子線が照射された際に発生した特性X線の電子エネルギーから元素と濃度を分析する手法です。その一方、EELSは試料に電子線を照射し、非弾性散乱によるエネルギー損失を計測する分析方法。
また、EELSではEDSでは分析できない状態分析が行えるのが特徴です。
- 元素分析(ポイント、ライン、マッピング分析)
- 元素像の高分解能マッピング
- 状態分析(EELS)
比較:EDSとEELS
比較項目 | EDS | EELS |
対象元素 | B以上 | H以上 |
検出下限 | %オーダー | |
エネルギー分解能 | 130ev前後 | 1ev以下 |
空間分解能 | わずかにEELSが優れている(~1nm) | |
特徴 | 比較的重元素が得意 不明確な元素同定向き |
比較的軽元素が得意 状態分析が可能 |
分析事例
Fin FET構造 Gate cut TEM薄片のEELS元素マッピング分析
元素マッピングからHigh-kゲート絶縁膜のHfO2・バリア層のTiN・ソース・ドレイン下層の高濃度Ge層を確認することが可能。
Fin FET構造 Gate cut TEMラメラのEELS 元素の結合状態分析
EELSスペクトルよりTiSiとTiNの結合状態の分離が可能。TiSiとTiNを分離したマッピング分析では、Co電極・TiNバリア層・TiSi層の状態を確認可能。
22nm Fin FET構造のTEM/EELS元素マッピング分析
高分解能観察ではFin FET構造をSi原子が確認可能なナノメータースケールで評価可能。さらにEELS元素マッピングを行うことでHigh-kゲート絶縁膜のHfO2・バリア層のTiNなどデバイス構造を詳細に確認可能。
High-kメタルゲート試料のEELS 元素の結合状態分析
EELSを用いたライン分析の結果、スペクトルからAlTiO・AlTi及びTiNの結合状態の分離が可能。
EELSとEDSの比較:
High-kメタルゲート(HKMG)の同一箇所をEELSとEDSでマッピング分析
不特定元素の評価にはEDSを用いた解析が適しているが、一方、ナノスケールの微細Siデバイス評価ではEELSを用いることでより明確に構造を解析することが可能。
EELSとEDSの比較:SrFeO3 原子スケールのEDSとEELSマッピング分析
原子スケールによるEDSとEELSを併用することでEDSではSrとFeを、EELSではOの原子位置を明確に特定することが可能。
関連のある分析手法
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分析深さ一覧
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