Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (E.S.C.A.)
Détails : site web du groupe EPIPHY
Le système d’analyse de surfaces (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) est connecté sous ultra-vide aux 2 bâtis d’épitaxie par jets moléculaires et à un sas d’introduction permettant l’analyse de tout type d’échantillons. La base est un système Physical Electronics type 5600 modifié au niveau mécanique par Sinvaco pour assurer la compatibilité avec les molyblocs 3 pouces MBE. Il est équipé :
- d’un manipulateur permettant les 3 translations et 2 rotations (polaire et azimutale)
- d’un analyseur hémisphérique de 150 mm de rayon
- d’une source standard de rayons X avec une Dual anode Al(1487eV)/Mg(1254 eV)
- d’une source de rayons X monochromatisée Al (1487 eV)
- d’un canon à électrons d’énergie maximale 8 keV ayant une taille de spot de l’ordre de 20 mm
- d’un canon ionique de pulvérisation d’énergie maximale 5 keV
- d’une source de rayons UV HeI (21.2 eV)
- d’un canon électronique de neutralisation pour l’analyse des isolants
- d’un diffractomètre d’électrons basse énergie (LEED)
En spectroscopie d’électrons induite par rayons X (XPS), la résolution ultime du système mesurée comme la largeur à mi-hauteur de la raie Ag 3d5/2 est de 0.45 eV.
Analyse de surface ESCA : scan XPS
Diffraction d’un faisceau de photons X
Détails : site web du groupe EPIPHY
La diffraction d’un faisceau de photons X par un cristal permet d’analyser finement la structure de celui-ci. L’IEMN est équipé pour l’analyse de la structure physique de matériaux semi-conducteurs monocristallins. Un goniomètre PANalytical X’Pert Pro MRD à double diffraction de rayons X nous permet de mesurer les paramètres importants dans le domaine de la croissance épitaxiale comme le paramètre de maille, la composition des alliages ou encore le taux de relaxation d’un cristal contraint.
Ce système permet un contrôle non destructif des échantillons montés sur une table x-y acceptant des substrats dont le diamètre peut aller jusqu’à 100 mm. Principales applications:
- mesures de compositions d’alliages et d’épaisseurs de couches
- contrôle de l’adaptation en paramètre de maille avec le substrat
- qualité des interfaces dans les super-réseaux
- couches minces contraintes
- taux de relaxation et tilt de couches épaisses désadaptées
Microscopie Electronique à Balayage (MEB)
En termes d’observation et validation des process nanométriques du laboratoire, nos microscopes électroniques à balayage ( Zeiss Ultra55/EDS Bruker, Zeiss Supra55VP/EBSD Oxford) permettent d’observer et de dimensionner des dispositifs, dont la taille est de l’ordre de la dizaine de nanomètres. L’observation de surface ou de coupe clivée est possible sur tout type de matériaux isolants (résines, oxydes ou nitrures) ou conducteurs (substrats Si ou III/V, métallisations,…). La gamme des tensions d’accélérations (200V à 30kV) permet toutes les observations sans métallisation en cours de process.
Spectroscopie dispersive en énergie (EDS)
Système EDS Xflash 4010 Bruker, type SDD (Silicon Drift Detector)
Caractéristiques
- Résolution du Mn Ka à 127 eV de 0 à 100 000 cps
- Qualitative
- Quantitative
- Cartographie
Analyse chimique élémentaire par EDS
Diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD)
L’IEMN est également équipé sur un de ses microscopes électroniques à balayage d’un détecteur type EBSD (diffraction des électrons rétrodiffusés) pour la détermination de l’orientation locale sur matériau cristallin. Nous pouvons ainsi réaliser des analyses quantitatives par cartographies de microstructures, évaluer les orientations de films cristallisés, cartographier des désorientations,…
