Mo/Si多層膜的周期厚度約7.0nm，可用來提高光學器件的反射率。近原子精度的膜層厚度誤差會導致反射光譜的峰值波長偏移，因而準確表征Mo/Si多層膜薄膜厚度對工藝迭代和分析具有重要作用。在透射電鏡（TEM）表征時，需關注Si基底的晶向，或采用熔石英等非晶基底材料，以保證樣品截面相對電子束垂直，否則三維立體樣品的二維投影成像會產生偽影，造成測量誤差。???
近期，中國科學院上海光學精密機械研究所研究團隊，在透射電鏡精確表征納米薄膜研究方面取得進展。研究團隊提出了樣品沿β方向傾轉后測量薄膜厚度的計算公式，并給出了TEM精確表征納米薄膜結構的方法。
團隊以沉積在Si［100］基底的Mo/Si多層膜為例，通過TEM測量了多層膜在不同傾轉角度下的膜層結構。結果表明，樣品沿α方向傾轉時，因薄膜厚度方向始終與電子束垂直，電子束穿過的TEM樣品厚度增大，因而Mo層和Si層的測量厚度幾乎沒有變化，但界面粗糙度增大；樣品沿β方向傾轉時，因樣品截面與電子束不垂直，導致偽影嚴重，難以區分Mo層和Si層。進一步，團隊提出了樣品沿β方向傾轉后測量薄膜厚度的計算公式，并給出了TEM精確表征納米薄膜結構的方法，即從制樣開始，沿特定方向［1-10］切割Si wafer，再從［110］晶帶軸觀察樣品，可保證Si wafer和薄膜截面均與電子束垂直，并在TEM樣品較薄的區域拍照分析。
該技術一定程度上提高了TEM表征納米薄膜結構的準確性，對光學薄膜微觀結構影響及其性能研究具有重要意義。同時，該技術的進一步應用可指導光學薄膜工藝改進方向，助力光學薄膜研發。
相關研究成果發表在《光學學報》上。研究工作得到國家自然科學基金委員會的支持。
論文鏈接
薄膜TEM截面樣品傾轉示意圖
相對誤差δ隨傾轉角度β變化的計算結果
本文鏈接：透射電鏡表征納米薄膜技術研究取得進展http://m.sq15.cn/show-12-2051-0.html
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