Design and Testing of methodology for in-situ sample cleaning for low voltage electron microscopy

Tato práce se zabývá metodikou přípravy polovodičových vzorků pro pozorování dopova- ných struktur v rastrovacím elektronovém mikroskopu pomalými elektrony. V první části je podrobně zpracována teorie zobrazování povrchů pomocí elektronového svazku a rozdíly klasické rastrovací elektronové mikroskopie (SEM) a rastrovací elektronové mikroskopie pomalými elektrony (LVSEM). Je vysvětlen vznik kontrastu v SEM i LVSEM i teorie popisující vznik kontrastu různě dopovaných polovodičů. Druhá část obsahuje naměřená experimentální data. Jsou diskutovány výhody a nedostatky přípravy povrchu štípáním i fokusovaným iontovým svazkem (FIB), který byl shledán jako nejlepší způsob přípravy povrchu pro analýzu přesně určeného místa na vzorku. Nutné je použití co nejnižšího urychlovacího napětí závěrečného leštění FIB, ideálně 1 kV.This thesis concentrates on the methodology of semiconductor samples preparation for low voltage scanning electron microscopy. In the first part a detailed theory of sample imaging using electron beam and difference between classical scanning electron microscopy (SEM) and low voltage scanning electron microscopy (LVSEM) is described. It is given a description of a contrast formation in SEM and LVSEM and theories describing a contrast formation of differently doped semiconductors. The second part contains experimental data. The advantages and disadvantages of cleavage and focused ion beam (FIB) milling as sample preparation techniques are discussed. FIB was found as the best method for sample preparation for the analysis of precisely defined location on the sample. It is necessary to use the lowest possible FIB accelerating voltage for final polishing, ideally 1 kV.