半导体分析-用离子抛光系统制备TEM横截面样品

近年来，Helmholtz-Zentrum BerlinFürmentialienunefergie GmbH（以前称为Hahn-Meitner Institute，HMI），德国柏林，已经开发出一种特定的横截面样本制剂来透射电子显微镜的技术（TEM），主要适用于太阳能电池装置的薄膜叠层。

图片来源:伤风/ luchschenF

这种方法涉及机械和氩气(Ar)离子抛光的横截面样品，开发的面对面胶合两个薄膜堆叠使用环氧胶水。

用于横截面样本的机械抛光的重要效用是1998年的H. Zang引入的T-Tool¹，类似于我们更熟悉的Tripod²．T-Tool由HMI/HZB的Peter Schubert-Bischoff进一步开发，目前已被全球各地的实验室采用和应用。图1a展示了T-Tool (HMI风格)的照片，上面附了一个玻璃柱。

机械抛光过程

机械抛光过程包括在不同尺寸的金刚石颗粒的金刚石箔上研磨横截面样品，在抛光样品的顶部粘上稳定的金属环，以及在横截面的界面区域放置碳纤维，如图1b所示。欧洲杯猜球平台

图1所示。a）在HMI / HZB上开发的T-刀具的摄影，其中玻璃圆筒连接在其上，在其上，样品通过使用热蜡而被增加。b）Mo支撑环内部的光显微照片，显示界面区域（图像中间的黑色垂直线），薄膜叠层的玻璃基板在任一侧，以及粘合的碳纤维横截面的接口区域。

这些碳纤维在制备过程中表现出特殊的作用，作为离子束的屏障。因此，碳纤维之间的区域被更优先地磨碎，这导致样品在几个位置对电子束变得透明(见图2a中红色椭圆突出的位置)。

此外，可以对样品进行多次氩离子抛光，从而最大限度地增加每个样品可以进行TEM分析的位置。

然而，TEM研究通常是检查材料中特定位置的先决条件。PIPS II系统的X，Y阶段允许将AR光束对准对样本的感兴趣区域。因此，可以在碳纤维之间研磨单个区域（参见图2b）。

图2。a）使用宽的Ar离子束进行离子铣削后的横截面样本的摄影，从而在碳纤维之间进行几孔。b）PIPS II系统允许AR光束对准，使得孔仅在一个小区域内形成孔。

采用上述增强试样制备方法制备了ZnO/CdS/Cu(In,Ga)Se的横截面试样₂/ Mo玻璃薄膜太阳能电池。该材料系统需要高标准的样品制备，关于Mo和Cu（河）SE之间的机械上不稳定的界面₂而且，由于Cu（In，Ga）Se的离子研磨₂是不一致的，导致在样本表面上形成Cu附聚物（通过图3A中的红色圆圈突出显示）^3.．

通过施加液体n可以显着降低这些附聚物₂在氩离子铣削过程中pip值II系统（图3B）。调节-40℃的温度。

图3。a) ZnO/CdS/Cu(In,Ga)Se的亮场透射电镜图像₂/ Mo太阳能电池堆。Cu在Cu（In，Ga）Se上的浓缩物₂表面用红色圆圈突出显示。b)利用优化的氩离子束参数和液体氮制备的样品上没有可见的Cu团聚₂在PIPS II系统中冷却。

在氧化锌/ cd /铜(,Ga)₂利用优化的参数设置制备的/Mo太阳能电池堆，可以在高分辨率下分析各层及其界面的结构特性(图4)。

图4。ZnO/CdS/Cu(In,Ga)Se的亮场(a)和高分辨率TEM图像(b)₂用液体N₂冷却在PIPS II系统在Ar离子铣削。cd与Cu(In,Ga)Se之间的取向关系和扩展缺陷等结构性能₂可以在子纳米级分析层。

致谢：

我们要感谢T. Rissom博士，HZB，提供太阳能电池。

参考文献

1. H. Zang，薄实心薄膜320（1998）77-85。

2.J. B. Benedict, R. Anderson, S. J, Klepeis, M. Chaker, TEM材料的标本制备II, Mat. Res. Soc。欧洲杯足球竞彩计算机协会。程序199 (1990)189-204;J. B. Benedict, R. Anderson, S. J. Klepeis, TEM材料的标本制备III, Mat. Res. Soc。欧洲杯足球竞彩计算机协会。254(1991) 121-140。

3. D. Abou-Ras，B.Marsen，T.Risom，F. Frost，H. Schulz，F. Bauer，V. Efimova，V.Hoffmann，A. Eicke，Micron 43（2012）470-474

该信息的来源、审查和改编自Gatan公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

欲了解更多信息，请访问Gatan Inc .)