消除扫描电子显微镜图像荷电效应的方式探讨

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中图分类号：TH89 文献标志码：B doi：10.3969/j.issn.1672-4550.2013.02.008Discussion on W ays to Eliminate the Charge Efect of the ScanningElectron M icroscope ImageLIU Zhaobin(Experimental Center，Liaoning Normal University，Dalian 1 16029，China)Abstract：The scanning electron microscope is mainly used for the observation of sample morphology，which owns strong image three-dimensiona1.However，it often affects image quality because of the efect of the charge during the process of observation.Eliminationof charge efect in the scanning electron microscope using the process is very important.This paper discusses the reason to inducecharge efect.and introduces the conventional method to alleviate the efects of charge into the description.In comparison with the TVshooting，integral shooting，and slow shooting three ways to take pictures，we focused on the way of integral photograph to eliminatethe efect of charge，and we achieved a satisfactory image in the practical application。

Key words：scanning electron microscope；integral shooting；images；charge扫描电子显微镜作为-种常用的科学仪器，被应用于各个领域，其中生物、化学、半导体等领域应用得尤为突出。在扫描过程中常常会遇到导电性能差的样品，在扫描过程中出现荷电效应，极大地影响了拍摄图片的质量。传统的处理方法是在样品制备时延长镀膜时间，增大导电膜厚度。本文从荷电效应原理出发，介绍-种积分拍照的新方法，极大改善拍摄效果。

1 产生荷电效应的原因高能人射电子束与样品交互作用，激发产生二次电子流、背散射电子流和吸收电流如图 1所示，样品表面荷电效应示意图如图2所示。图中，探针电流为 lp；背散射电子流为 ，眦；二次电子流为Is ；吸收电流为 。

从样品出来电流：， IsE，BSE，ab收稿13期：2013-03-20；修改日期：2013-03-25作者简介 ：刘照斌(1966-04-03)，男，工程师，硕士，主要从事实验教学。

电流图 1 入射电子束与样品交换作用图2 在样品上电荷的积累电流第 1l卷 第2期 刘照斌：消除扫描电子显微镜图像荷电效应的方式探讨 ·23·如果是导电样品，则 Io样品上的电流趋于平衡，不会产生荷电效应(如图 1所示)。

如果是导电不 良的样品，则 ，n≠，0 就会产生荷电现象(如图2所示)。

2 减轻荷电效应常规方法比较1)减轻荷电效应，首鸯法是给样品喷镀-层导电膜，通常是喷金，也可以喷碳。如果观察的样品如果比较疏松，有大量孔隙，导电性又不好，往往对样品的处理方法是，加长喷镀时间。这样就容易在样品表面形成-层比较厚的金属膜，容易掩盖样品表面的真实细节，而且由于场发射扫描电子显微镜的分辨率比较高，在观察过程中容易观察到样品表面的导电膜，影响观察效果。

2)对特别容易损伤的样品，用降低加速电压办法比较有效 J。既减少了对样品的损伤，又消除荷电效应，但是由于加速电压的降低 ，会降低图像的分辨率。

4)抑制二次电子获得背散射电子图像可以减轻荷电效应，但是这种办法观察图像立体感效果特别差 。

5)快速拍照，以旧能快的速度观察和拍照图像，可以减轻荷电效应，但是得到的图像分辨率比较差，而且要及时更换观察区域。

6)通过样品处理降低荷电效应，例如观察颗粒样品，可以用导电玻璃做衬底4 J，观察时选择分散比较薄的区域。

7)降低放大倍数可以减轻荷电效应，因为放大倍数越小，扫描样品的区域越大。

3 利用积分拍照消除荷电效应SU8010场发射扫描 电子显微镜有 3种拍照痧 驴 驴 驴 驴 驴 驴 驴 驴 驴 驴 驴 驴 方式 ：1)TV拍照方式。拍出的图像分辨率 比较低，但是拍照比较快速，可以减轻荷电效应，-般不采用这种方式。

2)积分拍照方式。每帧图像拍照特别快速 ，这样可以消除荷 电效应 的影响，同时又可以选多帧图像进行 积分，保 证图像质量和分辨率。

3)慢拍照方式。只采集-帧图像 ，而且拍照时间 比较长。如果样 品导电性不好，比较容易产生荷电效应 ，这种方式 比较适合导 电性好的产品。

4 结束语荷电效应是影响扫描电子显微镜图像质量的重要原因，它会使图像异常变亮、畸变，产生像散，出现图像模糊、形成亮线等现象。特别是导电性不好的样品，经过喷金处理后，仍然会产生荷电效应。利用积分拍照方式拍照，既能消除荷电效应的影响，获得高分辨显微镜图像，同时节省制样成本和制样时间。另外根据不同样品，几种消除荷电效应方法应该结合起来使用。