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做断面分析抛光后的样品表面非常平整均匀，使用光学显微镜的明场照明，多数情况下反差不明显，需要通过刻蚀来加强。暗场照明对一些精细特征如空洞，裂缝和分层进行检查时比较有效。) M/ T; k$ }1 R, t
SEM可以提供微观结构的形貌图，但是由于抛光态的样品表面平整度高，也要进行刻蚀以增大反差。BSE成像在研究抛光样品中的界面反应时很有效。
- R$ R8 y2 Q D- X& m( j. `( `: r对抛光后的样品表面进行刻蚀处理，增强了样品表面的反差，能够在显微镜中观察样品反射率的变化或在SEM下清晰地观察样品表面外形特征的变化，另外还可以去除由于抛光而产生的金属变形层，以及抛光过程中嵌入的异物，比如缝隙，空洞等被填充等，所以刻蚀的根本目的是提高对微观结构的诊断可靠性。常用的刻蚀方法有化学刻蚀和离子刻蚀。1 }/ a7 x* f6 o# m5 s) [; F; G4 H
' }8 p( R/ F2 }
化学刻蚀6 s% R7 a8 f0 v7 Y$ e
电化学刻蚀是常用方法，它的基本原理是利用了原电池反应，在金相样品中的微结构之间形成一次电池，在阳极区和阴极区产生电势差的变化，阳极区受到刻蚀而阴极区受到保护。阳极与阴极可能在晶粒与晶粒边界，晶粒与杂质，以及不同的微观结构之间建立。
. [. b9 m7 v: s7 b2 B$ c/ A刻蚀剂一般由腐蚀剂（酸），调节剂（酒精或甘油）和氧化剂（过氧化氢）组成，电化学腐蚀在室温下进行，操作比较简单，一般是将样品浸入刻蚀液并轻轻搅动，时间一般在几秒到几分钟之间，电化学腐蚀不是适合所有微电子元件，因为各种材料之间通常存在很大的电位差，因此会产生如局部腐蚀，阳极金属完全腐蚀等现象，因此要通过尝试掌握正确的方法和参数。化学刻蚀剂常通过试验验证得到，刻蚀时间要控制好，以免破坏样品表面信息，有时需要选择折中的方案。列举几种常用的刻蚀剂：+ D- H. v% ~) X
铝的刻蚀：
8 G, }4 W) _6 l. m$ a' m2 t- w# m: m85%KOH 饱和溶液，用于刻蚀钝铝，擦抹2~10S
q4 j0 n: E6 p% c: g& N# J; b凯勒试剂，用于AL和铝合金的通用试剂（ 2.5ml HNO3，1.5mlHCL，1.0ml HF，9.5ml) \) X8 f3 _7 q! f- e4 W
DI water）
, W& D+ l. B0 x- L# e3 z4 P( |
' v6 v- X, i; i. R) i1 X铜的刻蚀： Y, S) s) k5 B+ y5 K+ Z! U
10ml HN4OH， 20ml H2O2，Cu 及其合金的刻蚀，用于印刷电路板，擦抹几秒钟% F9 B- L, g/ c) Q) ~' v
+ U$ z9 f" [+ R* q7 }% b( s金的刻蚀：
6 v1 @: G7 @2 k1~5G CrO3，100ml HCL，用于纯金及其合金，擦抹或浸渍60s
, t, b) Q+ d r h7 L6 g- k# I' k0 J) |% n+ |6 m2 P2 C, g) }0 i
锡的刻蚀：! B H) S0 n& \5 z1 P
2~10 ml HCL，90~98ml 乙醇，用于锡及其合金，擦抹几秒: q, H% c9 c$ x3 F1 ^+ b
3 S* x' r+ w V硅的刻蚀：# y b4 S( F4 @7 l/ D/ i% E0 g
10ml HNO3，10ml 醋酸， 1mlHF，提供氧化物之间的纹理并勾画出参杂结，擦抹2~10s
% @' v6 l9 E5 n# U9 q+ o2 W
% F: R0 A( f, C# d; L二氧化硅的刻蚀：* B: D) v% H A4 u1 T) b4 s! m [
NH4F:HF 7:1，氧化物腐蚀， 浸没几秒! O: @% i* b+ H8 v
( U! A+ i& e7 A. K5 M' @2. 离子抛光（Ion milling）
- j9 @' R: N1 u8 ]* f' n把样品放入真空室内，特定气体离子被加速到高能态，与样品表面碰撞，电离的气体从样品中剥离出表面原子，从而达到抛光效果。样品中不同材料的剥离速率不同而产生反差，剥离速率取决于气体类型，碰撞角度。和化学抛光相比，离子抛光设备较贵，抛光时间较长。) m7 a/ f' R3 c% }! o
- ]6 E. N/ k- }7 D1 I6 H. F5 N& V
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发表于 2022-3-28 11:00
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