整合性材料檢測
本實驗室提供高品質的檢測分析服務以外，並提供客製化及整合性進行檢測技術方法研發。除了各主要儀器設備的單機服務功能之外，也提供整合式分析服務及客製化材料檢測分析服務，提供完整而快速的分析結果。特別是針對廠商合作方式提供整合性材料評估及檢測分析服務。
林昆霖 博士/組長
分機: 7531
e-mail: kllin@narlabs.org.tw
分析系統包含金屬/半導體材料介面、金屬/陶瓷材料及材料析出物分析，將整合SEM、XRD、及TEM分析，精確判斷及鑑定未知析出物的晶體結構、成分及擇優晶體成長方向整合性分析服務。
範例 1: Ni/GaSb (Metal/Semiconductors 介面)
範例 2: Ti/ZrO2 (Metal/Ceramics 複合材料)
相關分析技術文章連結:
對於具有奈米結構之材料，以及針對奈米元件之製程與需求所研發出的新穎材料，利用具有奈米空間解析之電子激發行為，分析其物理與化學等特性，包含介面微結構與粗糙度、介電函數、電子結構、能帶躍遷、體積與表面電漿子、內殼層電子游離及化學鍵結分析等等。包含HRTEM的影像觀察晶體結構、STEM-HAADF原子序對比影像分析、及STEM- EDS成份與STEM- EELS電子結構與化學鍵結分析等等整合性分析服務。
範例 1: 在CMOS奈米元件之gate-materials與新製程開發之source/drain低溫矽化物(NiSix)奈米薄膜
材料經過加熱、拉伸或滾壓處理等過程後多少會產生殘留應力(residual stress)。透過X-ray 繞射量測殘留應力，透過調整不同的入射角度，利用繞射角度推算出平面間距數值(d-spacing) 之變化，進而推算出薄膜材料殘留應力的大小及梯度分佈。
範例. XRD殘留應力分析多晶矽薄膜(入射角0.5度)
觀測固體-液體顆粒、有機物質、高分子等液態材料，並結合BEI與EDS分析，即可獲知材料元素及材料在液態下之真實影像形貌與原子序影像。而電子背向散射儀(EBSD)可判斷微米級以下的材料長晶方向及晶粒尺寸之分析服務，也可搭配EDS確認材料元素。
範例: 銀膠/鋰電池漿料液態影像與元素分析
範例: Poly-Ge之晶相結構分析
廠 商 及 學 界 整 合 材 料 分 析
| 分 析 項 目 |
|---|
| 材料介面反應相及析出相微觀結構鑑定分析 |
| STEM-EELS應用於奈米材料之分析技術 |
| 薄膜功函數分析技術 |
| XRD 殘留應力分析 |
| 液態材料觀測及微觀晶體長晶方向結構分析 |
連絡窗口
林昆霖 博士/組長
分機: 7531
e-mail: kllin@narlabs.org.tw
分析項目 1 : 材料介面反應相及析出相微觀結構鑑定分析
分析系統包含金屬/半導體材料介面、金屬/陶瓷材料及材料析出物分析，將整合SEM、XRD、及TEM分析，精確判斷及鑑定未知析出物的晶體結構、成分及擇優晶體成長方向整合性分析服務。
範例 1: Ni/GaSb (Metal/Semiconductors 介面)
範例 2: Ti/ZrO2 (Metal/Ceramics 複合材料)
相關分析技術文章連結:
- “Phase Identification Using Series of Selected Area Diffraction Patterns and Energy Dispersive Spectrometry within TEM”, Microscopy Research, 2, 57-66 (2014).
- “Interfacial Characterization and Electrical Properties of Co/GaSb Contacts”, Materials Science Forum, 928, 215-220 (2018).
- “Phase-separation phenomenon of NiGePt alloy on n-Ge by microwave annealing”, Journal of Alloys and Compounds, 743 [30], 262-267, (2018).
分析項目 ２: STEM-EELS應用於奈米材料之分析技術
對於具有奈米結構之材料，以及針對奈米元件之製程與需求所研發出的新穎材料，利用具有奈米空間解析之電子激發行為，分析其物理與化學等特性，包含介面微結構與粗糙度、介電函數、電子結構、能帶躍遷、體積與表面電漿子、內殼層電子游離及化學鍵結分析等等。包含HRTEM的影像觀察晶體結構、STEM-HAADF原子序對比影像分析、及STEM- EDS成份與STEM- EELS電子結構與化學鍵結分析等等整合性分析服務。
範例 1: 在CMOS奈米元件之gate-materials與新製程開發之source/drain低溫矽化物(NiSix)奈米薄膜
分析項目3: 薄膜功函數與氧化物能隙分析技術
-
薄膜功函數
- 利用XPS來量測金屬材料的功函數(work function)。功函數的定義為電子脫離原子的臨界能量，所以當光電子產生要脫離原子時，必須要克服功函數才能被機台所感測。如下式所示E(BE)=hν-Ek-ψ，E(BE)、hν、Ek和ψ分別代表為鍵結能、入射光強度、光電子動能和功函數。
- 試片條件:厚度大於50 nm且導電性良好之薄膜。
範例: Ge薄膜功函數量測
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氧化物能隙
- 氧化物能隙能從XPS O1s之圖譜推算，利用O1s圖譜間的彈性碰撞(elastic peak)與非彈性碰撞(inelastic losses)的訊號來進行估算。
- 試片條件:厚度大於50 nm之氧化物薄膜。
範例: ZrO氧化物能隙量測
分析項目 4: XRD 殘留應力分析
材料經過加熱、拉伸或滾壓處理等過程後多少會產生殘留應力(residual stress)。透過X-ray 繞射量測殘留應力，透過調整不同的入射角度，利用繞射角度推算出平面間距數值(d-spacing) 之變化，進而推算出薄膜材料殘留應力的大小及梯度分佈。
範例. XRD殘留應力分析多晶矽薄膜(入射角0.5度)
分析項目 5: 液態材料觀測及微觀晶體長晶方向結構分析
觀測固體-液體顆粒、有機物質、高分子等液態材料，並結合BEI與EDS分析，即可獲知材料元素及材料在液態下之真實影像形貌與原子序影像。而電子背向散射儀(EBSD)可判斷微米級以下的材料長晶方向及晶粒尺寸之分析服務，也可搭配EDS確認材料元素。
範例: 銀膠/鋰電池漿料液態影像與元素分析
範例: Poly-Ge之晶相結構分析