星野羽~88度

    電子顯微鏡 (electron microscope，EM) 一般是指利用電磁場偏折、聚焦電子及電子與物質作用所產生散射之原理來研究物質構造及微細結構的精密儀器。近年來，由於電子光學的理論及應用發展迅速，此項定義已嫌狹窄，故重新定義其為一項利用電子與物質作用所產生之訊號來鑑定微區域晶體結構(crystal structure， CS) 、微細組織 (microstructure，MS) 、 化學成份(chemical compositioon，CC) 、 化學鍵結(chemical bonding，CB) 和電子分佈情況 (electronic structure，ES) 的電子光學裝置。一般之電子顯微鏡，係如電子穿過試片，經電磁透鏡系統的透鏡放大效應，而得高倍率的影像，此類電子顯微鏡為穿透式電子顯微鏡(transmission electron microscope ，簡稱TEM)。

1.熱游離式(Thermionic Emission)：(JEOL JEM-2000 FXII LaB₆ TEM)

熱游離發射即是利用加熱至高溫而使電子克服功函數(Work-Function)而脫離金屬表面。使用鎢絲時乃直接加熱。鎢絲成V形，當到達足夠溫度時，發射電子束。通常鎢絲的電流A~60A/(cm²K²)，Ew=4.5eV，一般操作溫度大約為2700K。J_e可由Richardson公式算出，約為1.75A/ cm²，其壽命在10^-5 torr的真空下平均40-80小時。

    LaB₆電子源由晶體方式生成，一般成棒狀而頂端磨尖。採間接方式加熱；由加熱線圈將LaB₆絲加熱。其發射電子原理和使用鎢絲時一樣，符合Richardson定律。通常LaB₆電子源之A~40A/(cm²K²)，Ew=2.4eV。一般操作時在尖端的溫度為1700~2100K。J_e可達10² (A/cm² )。如在J_e~10(A/cm² )時使用壽命可超過10,000小時。使用LaB₆絲比使用鎢絲的好處很多，如Ew小、電流密度J_e大、壽命較長等；但必須在較高之真空環境下操作(約10^-6torr)，且不能直接加熱。附加有英國Oxford公司的X光能譜分析儀

2. 場發射式 (Field Emission) ：(JEOL JEM-2010F Field Emission Gun TEM)

    場發射是利用很大的電場，使電位壁障變得非常小，如此電子得以穿隧效應(Tunneling Effect)方式直接脫離固體表面。其燈絲之前端為一曲率半徑非常小，約100~1000Å之針尖，外加一約數kV之小電壓即可產生高達10⁷V/cm之高電場。此型電子顯微鏡可提供200 kV電子加速電壓，放大倍率最大1.5 M倍。附加有英國Oxford公司的X光能譜分析儀以及Gatan公司的能量過濾器(Gatan image filter, GIF)。

離子減薄機 (Ion miller)

    在電子顯微鏡的試片製作方面，由於TEM分析的是穿透過試片的電子束，所以試片的厚度必須小於1000 Å，且試片的直徑僅為3mm，欲得到這麼薄的試片，可藉助於超薄切割機或離子減薄機。而當試片放入離子減薄機 (Ion Miller) 中修薄，通入高純度氬氣，由高角度逐漸往低角度移動（大約4～7^。），離子束能量約3～5eV，修到試片出現破洞並擴大到界面附近，再以光學顯微鏡觀察是否出現干涉條紋(即彩虹條紋)，干涉條紋出現處的試片厚薄才符合需求。

 聚焦離子束 (FIB)

         聚 焦離子束（Focus Ion Beam，FIB），具有許多獨特且重要的功能，已廣泛的應用於半導體工業上，其特性在於能將以往在半導體設計、製造、檢測及故障分析上許多困難、耗時或根本無法達成之問題一一解決。例如精密定點切面、晶粒大小分佈檢測、微線路分析及修理等。在微分析領域內，離子束研磨最先被用在穿透式電子顯微鏡之試片研磨上，其離子束為直徑1-2cm之氬離子，而直到液態金屬離子源發展之後，以鎵（Ga）為離子源的商用FIB才上市。FIB最早被使用在半導體業界之光罩修補，接著又被使用在導線之切斷或連結。之後，一系列的應用被開展出來，例如微線路分析及結構上之故障分析等等。目前已是半導體業使用之儀器中成長最快之一