EBSD 电子背向散射绕射
EBSD是一种利用绕射电子束来鉴别样品结晶学方位的技术,在半导体产业中,经常会利用此种技术来研究材料微观组织。
EBSD的探头装置在聚焦离子束显微镜(Focused Ion Beam, FIB)中,样品表面与电子束方向倾斜角度约呈70度,电子束打在样品后,会产生反弹的背向散射电子,在经过表面晶体结构时会产生绕射,形成菊池线与菊池花样;其携带着样品表面晶粒方位的资讯,进入探测器中,借此判断其每一颗晶粒的方向性。
在知道样品表面每个位置的绕射状态与每一颗晶粒的方位后,再利用这些资讯去进一步分析晶界(Grain boundary)、晶粒方位(Orientation)、织构(Texture)及应变(Strain)等。此外亦可搭配 EDX 做协同分析,进行相鉴定(Phase identification)与相之分布的分析。
藉由对样品表面各点的绕射讯号进行分析,EBSD 能够进一步解析下列结构特征:
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晶界(Grain Boundary)分析:判定晶粒间界面类型与角度差。
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晶粒方位(Orientation):绘制晶粒取向分布图,揭示晶体排列方向。
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织构(Texture)分析:了解材料在成形过程中的晶体排列倾向。
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应变(Strain)分布:侦测材料内部的应力集中与变形状态。
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相鑑定与分布(Phase Identification & Distribution):搭配 EDX 能量散射光谱分析,可辨识不同相的化学组成与分布情形。
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EBSD 应用领域
EBSD 技术广泛应用于 半导体、电子材料、金属、陶瓷与先进封装 等产业中,尤其在 晶粒组织观察、可靠度失效分析与制程优化 上扮演关键角色。
EBSD 应用包括:
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次结构组织分析(Substructure Analysis)
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晶粒尺寸与晶界性质分析(Grain Size / Boundary Characterization)
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晶粒取向与织构分析(Grain Orientation & Texture Analysis)
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相鑑定与分布分析(Phase Identification & Distribution Mapping)
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材料变形与再结晶行为分析(Deformation & Recrystallization Study)
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应变分布与残留应力分析(Strain & Stress Distribution)
EBSD 应用实例
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Orientation Map
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Phase Map
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Grain size distribution
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Misotientation angle distribution
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Pole figure
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Inverse pole figure