TEM 穿透式电子显微镜
穿透式电子显微镜（Transmission Electron Microscope, TEM）），或称透射式电子显微镜，是一种利用高能电子束穿透超薄样品并形成影像的高解析显微分析技术，由于电子束的波长远小于可见光，因此 TEM 的解析度可达纳米甚至原子尺度，使其成为观察材料内部微结构、晶格排列与纳米级缺陷的重要工具。
在半导体制程、纳米材料研究与电子元件失效分析中，TEM 能够直接观察材料内部结构，例如晶体排列、界面结构、位错与晶界，并可进一步进行纳米尺度元素分析，透过 TEM 的高解析影像与材料分析能力，研究人员可以深入了解材料特性与元件结构，对于先进制程开发与产品可靠度评估具有关键作用。
穿透式电子显微镜（TEM）主要是利用高能电子束穿透厚度极薄的样品（通常小于 100 nm），并藉由电子与材料原子之间的散射与绕射作用形成影像。当电子束穿过样品时，会产生透射电子、散射电子与绕射电子等讯号，透过电磁透镜系统聚焦与成像后，可观察材料的微细结构与晶体排列，为提升电子束亮度与影像解析能力，TEM 设备多采用六硼化镧电子枪（LaB6）或场发射电子枪（Field Emission Gun, FEG），场发射电子枪具有高亮度与低能量散布的特性，使 TEM 影像解析度可达原子级别，能够清晰观察纳米材料与晶格结构。
TEM 可搭配多种材料分析技术，透过这些分析技术，TEM 不仅能提供高解析影像，亦能进行纳米尺度元素分析与晶体结构解析。
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能量散射型 X 光能谱分析仪或称能量散射X射线谱（Energy-dispersive X-ray spectroscopy，英文缩写有EDS、EDX、EDXS或XEDS)
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电子能量损失光谱（Electron Energy Loss Spectroscopy, EELS）
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选区电子绕射（Selected Area Electron Diffraction, SAED）
扫描穿透式电子显微镜（scanning transmission electron microscope, STEM）是搭配电子束扫描功能及不同侦测来成像的技术。所搭配的侦测器包括高角度环形暗场侦测器 (HAADF, High-Angle Annular Dark Field)，低角度环形暗场侦测器 (LAADF, Low-Angle Annular Dark Field)，明场侦测器 (BF, Bright Field)等等侦测器的成像技术。STEM搭配HAADF detector可以产生和成份相关的原子序对比(Z-contrast)的影像。
近年来，设备供应商如 Bruker、Thermo Fisher Scientific（原 FEI）与 JEOL 等，已开发出大面积 EDX 侦测器与多侦测器配置系统，使元素侦测效率大幅提升，元素侦测灵敏度可低于 0.1%，大幅提升 TEM 在纳米尺度材料分析上的能力。
- 纳米结构与晶格观察：TEM 可直接观察纳米至原子尺度的材料晶格结构，用于分析材料晶体排列、位错（Dislocation）、晶界（Grain Boundary）与缺陷结构。
- 薄膜与介面结构分析：可对多层薄膜结构进行高解析横截面观察，分析金属层、介电层与半导体材料界面品质。
- 元素组成与纳米尺度成分分析：透过 EDX 或 EELS 分析，可对纳米尺度区域进行元素鉴定与分布分析，判断材料组成及污染来源。
- 半导体制程缺陷分析：可观察先进制程元件中的微细缺陷，例如晶格缺陷、界面缺陷或纳米尺度材料变化。
- 材料研究与纳米材料分析：TEM 在纳米材料、金属合金、薄膜材料与先进功能材料研究中具有重要应用价值。
闳康科技长期深耕半导体材料分析与失效分析领域，建立完整的 TEM 分析能力，透过高解析 TEM 设备与完整分析平台，闳康科技能够深入解析材料微结构与纳米尺度缺陷，协助客户提升产品可靠度并加速先进制程开发。
- 高解析 TEM 分析能力：可提供纳米至原子尺度的微结构观察与晶格分析。
- 精密样品制备技术：搭配 FIB 与离子研磨等技术，可制备高品质超薄样品。
- 先进元素分析平台：结合 EDX 与 EELS 技术，提供纳米尺度材料成分与化学分析。
- 跨技术整合分析能力：TEM 可与 SEM、FIB、X-ray、SAT 及电性量测等分析技术整合，建立完整的失效分析流程。
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高解析晶格结构观察（Atomic Resolution Imaging）
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晶体绕射分析（Selected Area Electron Diffraction, SAED）
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微区元素分析（EDX / EDS）
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纳米尺度元素分布分析（Elemental Mapping）
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化学键结与电子结构分析（EELS）
在 TEM/EDX 分析中，元素比例可能受到多种因素影响，如：试片厚度差异、元素吸收效应、侦测器几何位置、电子束散射范围，因此EDX 分析结果通常用于 元素组成趋势判断。若需更接近理论比例，可透过试片厚度校正或标准样品校正进行调整。
1. 元素浓度约 5 wt% 以上即可稳定侦测。
2. 在高灵敏度侦测器与最佳分析条件下，可进一步提升元素分析能力。
1. 当试片厚度约 100 nm 时，可制备约 10 × 10 μm 的观察区域
2. 若试片厚度较厚（约 800–900 nm），则可制备约 25 × 12 μm 的观察范围
实际可制备范围仍需依材料性质与样品结构进行调整。
当待测材料的膜层厚度或晶粒尺寸 大于 200 nm 时，可使用 SAD 分析晶体结构，若晶粒尺寸 小于 200 nm，则可改用 纳米束绕射（Nanobeam Diffraction, NBD）。NBD 的电子束尺寸约为 3–5 nm，适合进行纳米尺度晶体结构分析。
