Анализ поверхности металлов и полупроводников от ООО «МикроКомпозит»
Анализ поверхности металлов и полупроводников, обработанных компрессионным плазменным потоком с помощью стереоскопического микроскопа СМ0745 и ПО Altami Studio от ООО «МикроКомпозит»
Опыт использования продукции Altami
Одно из главных направлений нашей лаборатории – обработка материалов с помощью нового вида плазменных потоков – компрессионных плазменных потоков (КПП). Это высокоэнергетическое воздействие, которое не просто приводит к плавлению поверхности материала, но также, оказывая на него давление, интенсивно перемешивает поверхностный расплав, который быстро кристаллизуется после прекращения воздействия (рис. 1).
Одна из главных проблем, с которой мы столкнулись во время исследований, — изучение очень шероховатой поверхности образцов, которая формируется в результате действия КПП (рис. 2). Перед нами стоит задача научится регулировать рельеф и контролировать его структурные особенности. При этом наиболее часто нужно оценить рельеф поверхности не локально, при большом увеличении, но интегрально, по всей поверхности образца, линейный размер которого, как правило, составляет около 1 см.
Получение необходимой информации о рельефе было затруднительно с помощью обычных микроскопов, так как многие микроскопы не обеспечивают объёмного изображения, а металлографические микроскопы, как правило, имеют минимальное увеличение, которое является для наших целей достаточно большим. Поэтому мы приобрели стереоскопический микроскоп СМ0745, который отлично показал себя в работе по изучению рельефа. Диапазон увеличений этого микроскопа варьируется от 2.59 до 270 крат, что идеально подходит под наши задачи, так как возможно оценить рельеф поверхности для всего образца в целом, а также детальнее исследовать представляющие интерес участки и определить те из них, которые в дальнейшем будут изучены с помощью растровой электронной микроскопии. Это существенно экономит трудозатраты и время на получение наукоёмкой информации.
Использование «AltamiStudio» и цифровой окулярной USB камеры UCMOS03100KPA
Дополнительно к стереоскопическому микроскопу нами была приобретена цифровая окулярная камера, которую можно встроить в микроскоп и использовать для записи результатов на компьютер. Так как камера обеспечивает не объёмное изображение, а плоское, а также при стандартном освещении качество снимков получается не всегда удачным, мы дополнительно начали использовать программное обеспечение Altami Studio, которое позволяет откалибровать оборудование, автоматически обнаруживает камеру, обеспечивает средства для измерений размеров, а также, что оказалось наиболее ценным, позволяет накладывать различные фильтры на изображение на месте. Это позволяет обеспечить надлежащее качество фотографий.
На рисунке ниже приведена фотография монокристаллического кремния, обработанного КПП, полученная с использованием Altami Studio. Следует отметить, что данный образец обладал очень сильными перепадами высот поверхности. Кроме того, кремний, являясь материалом, хорошо отражающим свет, сложно визуализировать на оптических изображениях. Тем не менее, наложив ряд фильтров в Altami Studio, нам удалось отделить сильно шероховатые высокие участки (более белые области) от более пологих (тёмные области), что позволяет судить о течении поверхностного расплава во время плазменного воздействия.
На рисунке ниже с помощью микроскопа и цифровой камеры нам удалось обнаружить, что края медного образца не проплавляются при воздействии КПП. Таким образом, был открыт эффект экранировки, связанный с обтеканием плазмой поверхности. Изображение получилось очень чётким и информативным.
Заключение
Цифровая камера Альтами UCMOS03100KPA, программное обеспечение Altami Studio, а также стереоскопический микроскоп СМ0745 в комплексе позволяют эффективно и успешно исследовать поверхности со сложным рельефом, визуализировать их, варьировать увеличение в широком диапазоне, обеспечивая не только локальный обзор образцов, но также и наблюдение их общей структуры.
Программное обеспечение Altami Studio является удобным в использовании, обеспечивает все необходимые для исследования инструменты, которых достаточно, чтобы в одном рабочем процессе получить изображение, настроить его качество, а также отметить все необходимые размеры, что очень удобно и экономит время и трудозатраты.