بررسي مواد در مقياس نانو با استفاده از ميكروسكوپ ظرفيتي روبشي

ميكروسكوپ ظرفيتي روبشي يكي از انواع ميكروسكوپ‌های پروبي روبشي است كه در آن يك پروب الكترودي نازك، سطح نمونه را روبش می‌کند. در این روش با استفاده از اطلاعاتی که از تغییر ظرفیت الکترواستاتیک بین سطح و پروب حاصل می‌شود، سطح نمونه مورد بررسی و شناسایی قرار می‌گیرد.
ميكروسكوپي ظرفيتي روبشي، روشي غيرمخرب است كه براي شناسايي و بررسي نمونه‌هاي نيمه‌‌هادي مورد استفاده قرار مي‌گيرد. یکی از كاربردهاي تجاری ميکروسکوپ ظرفيتی روبشی، تصويربرداری از ناخالصی‌ها در قطعات نيمه‌هادي است. اين ميكروسكوپ مي‌تواند براي اندازه‌گيري چگالي حامل‌هاي بار با دقتی در مقياس نانومتر نیز استفاده شود. توانایی این روش در تصویربرداری از توزیع بار با توان تفكيك و حساسیت بسیار بالا سبب شده‌است كه به‌عنوان روشي با ارزش براي شناسايي نانومواد محسوب شود.

این مقاله شامل سرفصل‌های زیر است:
1- مقدمه
2- اصول كار ميكروسكوپ ظرفيتي روبشي
3- آماده‌سازی نمونه
4- ویژگی پروب‌های SCM

5- عوامل مؤثر بر تکرارپذیری نتایج
نتیجه‌گیری

تعیین مشخصات فیزیکی یک قطعه نيمه‌هادي همواره یک موضوع چالش برانگیز برای مهندسين و محققين بوده است. تاکنون روش‌های استاندارد تعیین مشخصات نيمه‌هادي‌ها، شامل میکروسکوپی الکترونی روبشی، میکروسکوپی الکترونی عبوری، طیف‌سنجی جرمی یون ثانویه، ترسیم نمودار مقاومتی صفحه گسترده و ترسیم نمودار یک بعدی ظرفیت – ولتاژ (C-V)، ابزارهاي مؤثري برای بررسی دو بعدی این قطعات بوده‌اند. ظهور قطعاتی با ابعاد کوچک‌تر و ضرورت دست‌یابی به قابلیت اطمینان در اندازه‌گیری‌ها، باعث شده‌است ابزارهای شناسایی جدیدی برای تشخیص، مورد نیاز قرار گیرند. از جمله این ابزارها، انواع مختلف میکروسکوپ‌های پروبی روبشی هستند که نه تنها توانایی شناسایی و بررسی نيمه‌هادي‌ها را دارند، بلکه می‌توانند فرآیند عملکرد آنها را نیز مورد پایش قرار دهند. ترکیب روش میکروسکوپی ظرفیتی روبشی با میکروسکوپی نیروی اتمی به‌دلیل غیرمخرب بودن و توان تفکیک فضایی بالا، یکی از روش‌های توانمند براي شناسایی و بررسی قطعات نيمه‌هادي است. میکروسکوپ ظرفیتی روبشی می‌تواند تغییرات فضایی ظرفیت را تصویربرداری کند. یکی از رایج‌ترین کاربردهای اين روش، تهیه نقشه تراکم بار در نمونه‌های نیمه‌هادي با آلاییدگی غیریکنواخت است که مرحله کلیدی در فرآیند ساخت نسل جدید ابزارهای میکرو و نانوالکترونیکی به‌شمار می‌رود. با استفاده از روش SCM، تعیین مشخصات آلاینده‌ها در نیمه‌هادي‌هاي یون کاشته، شناسایی خواص الکتریکی نیمه‌هادي‌هاي فلز– اکسید و تهیه نقشه توزیع نقص‌ها با موفقیت قابل دست‌یابی است. همچنین می‌توان از SCM برای بررسی حافظه‌های غیرفرار با تراکم فوق‌العاده بالا استفاده نمود [3-1].
در ميكروسكوپ ظرفيتي روبشي از يك پروب رساناي بسيار تيز (اغلب پروب سیلیکونی اسیدشویی شده با روکش پلاتين – ايريديوم يا كبالت – كروم) استفاده مي‌شود. وقتي پروب به سطح نزديك مي‌شود، در مجاورت سطح، ولتاژ بایاس (AC) اعمال می‌شود تا اختلاف ظرفيتي را در نمونه ایجاد کرده و با استفاده از يك حسگر ظرفيتي، فركانس رزونانس را در مقياس (GHz) شناسایی کند. سپس در حالی‌که ارتفاع سوزن به‌وسیله سیستم بازخورد نیروی تماسی کنترل می‌شود، سوزن، سطح نمونه نیمه‌هادي را در دو بعد روبش می‌کند.
اعمال ولتاژ بایاس متناوب به پروبی که دارای پوشش فلزی است باعث می‌شود که بار به‌صورت متناوب در لايه‌هاي سطحي نيمه‌هادي انباشته و خالي شده و از این طریق ظرفیت سوزن – نمونه تغییر كند. ميزان بزرگی تغيير ظرفيت با اعمال ولتاژ، اطلاعاتي را در مورد تراکم بارها فراهم می‌کند (داده‌های دامنه در SCM)، در حالي‌كه اختلاف فاز بین تغییر ظرفیت و ولتاژ اعمالی(داده‌های فاز در SCM)، اطلاعات حامل‌های بایاس را در خصوص علامت حامل‌هاي بار به‌صورت متناوب تغییر می‌دهد [1].

میکروسکوپی ظرفیتی روبشی در واقع نوعی میکروسکوپی نيروي الكترو استاتيك است که در آن تیرک به‌صورت مستقیم تحت اعمال ولتاژ بایاس قرار می‌گیرد. این ولتاژ به‌صورت زیر تعریف می‌شود:

V_tip=V_dc+V_ac sin (wt)                                         (1)

که در آن (V_ac) ولتاژ محرک است. نیروی ظرفیتی F_cap(z) بین سوزن و سطح نمونه در پتانسیل (V_s) به‌صورت زیر تعریف می‌شود:

(2)                                           F_cap(z)=(1/2)(Vtip-V_s²)(dC/dz)

که در آن C(z) ظرفیت سوزن – نمونه است که به ساختار هندسی سوزن، توپوگرافی سطح و میزان جدایی سوزن – سطح (z) وابسته است.

دومین هارمونی نیروی ظرفیت به (dC/dz) و (V_ac) وابسته است:

(3)                                   F_cap2w(z)=(1/2)(dC/dz)V_ac²sin⁡(2wt)

از این معادله، مي‌توان برای به‌دست آوردن اطلاعات اضافی مانند توزیع ظرفیت سطحی روی نمونه استفاده نمود. برای به حداکثر رساندن نوسانات هارمونی دوم، فرکانس ولتاژ (AC) (w) باید برابر نصف فرکانس تشديد تیرک تنظیم شود [4].
میکروسکوپ SCM شامل یک سوزن پروب فلزی رسانا و یک حسگر ظرفیتی فوق‌العاده حساس به‌همراه اجزای AFM معمولي است. در SCM همانند EFM، بین سوزن و نمونه، یک ولتاژ به‌صورت ساختار MOS اعمال می‌شود. سوزن فلزی پروب در تماس با نمونه نیمه‌هادي اکسیدی، یک خازن MOS را به‌وجود می‌آورد که در آن (M) پروب فلزی، (S) ماده نيمه‌هادی و (O) دی‌الکتریک نازکی است که روی سطح نیمه‌هادي تشکیل شده‌است. در خازن MOS، الکترود فلزی که با نام گیت شناخته می‌شود با يك لایه اکسیدی از الکترود نیمه‌هادی، جدا می‌شوند [2].

شکل (1) خازن MOS را که از سوزن SCM و نيمه‌هادي تشکیل شده‌است، نشان می‌دهد. ظرفیت کل با ضخامت لایه اکسید و ضخامت لایه تخلیه تعیین می‌شود و به تراکم بار در زیر لایه سیلیسيم و ولتاژ (DC) اعمال شده بین سوزن و نيمه‌هادي وابسته است. چنانچه بارهای آزاد داخل نمونه تحت تأثیر میدان الکتریکی (AC) که به‌وسیله پروب رسانا اعمال می‌شود، قرار گیرند حرکت خواهند کرد [2]. مدار شامل ظرفیت ذخیره (C_ox) و ظرفیت تخلیه (C_d) است که به ترتیب به ضخامت لایه اکسید و میزان ناخالصی وابسته هستند.

ظرفیت اندازه‌گیری شده به‌وسیله حسگر SCM، با حرکت بارها به‌سوی پروب (حالت انباشتگی) و با دور شدن از آن (وضعیت تخلیه) تغییر می‌کند. نماي این مطلب در شکل (2) نشان داده شده‌است [5].

هنگامي که نمونه کاملاً تخلیه شود، ظرفیت اندازه‌گیری شده به لایه اکسیدی و لایه تخلیه مربوط است و زماني‌ که حامل‌ها در سطح انباشته شوند، ظرفیت اندازه‌گیری شده به لایه اکسیدی مربوط می‌شود. این تغییرات، ظرفیت خازن در برابر میدان اعمال شده به سوزن، اساس اندازه‌گیری SCM را تشکیل می‌دهد [5].
باید توجه داشت که ظرفیت بین دو صفحه با رابطه زير به‌دست می‌آید:

(4)                                                    C=εA/t

که در آن: (ε ) ثابت دی‌الکتریک، (A) مساحت سطح و (t) فاصله بین صفحات را نشان می‌دهد. بنابراین، زمانی که صفحات به يكديگر نزدیک هستند، ظرفیت بالا خواهد بود.
در شرایط انباشتگی، بارها به سوی سطح جذب می‌شوند. این عمل، مشابه حرکت صفحه پایینی به سمت بالا است. بدین ترتیب، میزان جدایی صفحات (t) کاهش یافته و ظرفیت خازنی افزایش می‌یابد. بنابراین، برای ترکیبات نوع (n) هنگامی که ولتاژ اعمالی مثبت است، ظرفیت اندازه‌گیری شده بالاترین مقدار را دارد. هنگامی که ولتاژ به سوی مقادیر منفی جابه‌جا می‌شود، به‌دلیل این که بارهاي آزاد از سطح رانده می‌شوند، ظرفیت کاهش پیدا می‌کند که مشابه حالتی است که در آن میزان جدایی صفحات افزایش می‌یابد (شکل 3) [5].

حرکت بارهاي آزاد و در نتیجه دامنه تغییرات ظرفیت خازن تابع سطح آلاینده‌های نمونه است که به‌صورت مستقیم در زیر پروب قرار دارند. در ترکیباتی که به شدت آلاییده شده‌اند، بارها نمی‌توانند زیاد دور شوند، از این ‌رو تغییر ظرفیت اندازه‌گیری شده بین ناحیه انباشته و ناحیه تخلیه کم است؛ برعکس، برای نمونه‌هاي نيمه‌هادي‌ که اندکی آلاییده شده‌اند، تغییرات ظرفیت بزرگ خواهد بود. این تغییرات و در نتیجه سیگنال اندازه‌گیری شده با حسگر SCM، می‌تواند برای مواد آلاییده در منحنی (C-V) مشاهده شود [5].

شکل (3) (سمت چپ)، منحنی (C-V) مربوط به یک ماده نوع (n) را در دو سطح مختلف ناخالصی نشان می‌دهد.
منحنی (C-V)، مسیر حركت بارها و یا لایه تخلیه در پاسخ به ولتاژ اعمال شده را نشان می‌دهد. وضعیت SCM در حالت اجرای (C-V) نشان مي‌دهد که با اعمال ولتاژ (δv ) متناوب بین سوزن و نمونه، تغییر ظرفیت (δC ) به‌وجود خواهد آمد. همان‌طور که پیش از این اشاره شد، دامنه این تغییر ظرفیت، اطلاعاتی را درباره سطح ناخالصی در زیر سوزن فراهم می‌کند. به هرحال، ماهیت دامنه همیشه مقداری مثبت است. بنابراین، نمی‌توان به سادگی و با نگاه کردن به دامنه داده‌های (δC/δV ) ناخالصی‌های نوع (n) و (p) را از یکدیگر تشخیص داد. (δC/δV ) هنگام تصویربرداری در حالت دامنه، برای ترکیبات نوع (n) و نوع (p) از نظر حسگر SCM، یکسان به نظر می‌رسند. حال اگر منحنی (C-V) را برای نيمه‌رسانای نوع (p) در شکل (3) (سمت راست) در نظر بگیریم، ملاحظه می‌شود که شیب منحنی (C-V) مثبت است. بنابراین، اگر فاز سیگنال (δC/δV)  مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد، مشاهده می‌شود که یک تغییر فاز (180) درجه‌ای بین مواد نوع (n) و (p) وجود دارد. بنابراین، با دریافت هر دو مؤلفه دامنه و فاز سیگنال (δC/δV ) از حسگر SCM، نه تنها تشخیص ميزان ناخالصی، بلکه تشخیص نوع ناخالصی نیز امکان‌پذیر می‌شود. تصاویر به‌دست آمده از روبش سطح نمونه، تغییر ناخالصی‌ها را در دو بعد نشان می‌دهند. هنگامی‌که این تصاویر در مورد نمونه‌هایی که با روش درست تهیه شده‌اند به‌دست می‌آید، دست‌یابی به تغییرات سه بعدی ناخالصی‌ها امکان‌پذیر می‌شود [5].

در شکل (4) چگونگی اندازه‌گیری (δC/δV ) برای یک نمونه نيمه‌هادي نوع (p) نشان داده شده‌است. ولتاژ بایاس (AC)، باعث تغییر ظرفیت در ولتاژ بایاس (DC) ثابت می‌شود [2].

ولتاژ بایاس متناوب (δV) از طریق پروب به نمونه اعمال شده و با به حرکت در آوردن بارها باعث تغییر ظرفیت‌ (δC) می‌شود. تغییرات ظرفیت خازنی (δC) را می‌توان به كمك یک تقویت‌کننده و حسگر اندازه‌گیری کرد. خروجی تقویت‌کننده به‌صورت دامنه (δC/δV ) و یا تصویر فاز نشان داده می‌شود. کنتراست تصویر به‌دست آمده، تغییرات ظرفیت اندازه‌گیری شده را نشان می‌دهد و از این‌رو حاوی اطلاعاتی در مورد سطح ناخالصی و نوع آلاینده است [5].
در SCM سیستم شناسایی ظرفیت از سه ولتاژ مختلف استفاده می‌کند: ولتاژ بایاس (V_DC)، ولتاژ بایاس (V_AC) در محدوده (kHz) و ولتاژ بایاس (V_AC) در محدوده (UHF) (در حدود 1Gz).
ولتاژ بایاس (DC) به سوزن – نمونه اعمال می‌شود تا سیستم را در نقطه شروع، آماده کند، ولتاژ (AC) نیز باعث نوسان سریع در محدوده (kHz) می‌شود. فرکانس سیگنال (AC) باید به ميزان کافی بزرگ باشد تا فرکانس‌هاي بالا در منحنی (C-V) حاصل شود. دامنه ولتاژ (UHF) کوچک انتخاب می‌شود تا با خروجی سیستم تداخل پیدا نکند. این ولتاژ تنها برای آشکارسازی سیگنال‌های کوچکی که به‌وسیله حسگر ظرفیت ایجاد می‌شوند، استفاده می‌شود [6].

آماده‌سازی نمونه برای به‌دست آوردن نتایج قابل قبول و با کیفیت بالا بسیار مهم است. می‌توان نمونه‌ها را روي سطح سیلیسیم تصویربرداری نمود. با توجه به ساختار قطعه مورد نیاز، آماده‌سازی نمونه معمولاً با ترکیبی از صیقل‌کاری مکانیکی و حکاکی شیمیایی که برای هر نمونه به‌صورت اختصاصی انتخاب می‌شوند، انجام می‌شود که در این صورت تغییرات توپوگرافی در حد چند نانومتر خواهد بود [3].
هدف اصلی این مرحله، آماده‌سازی ایده‌آل نمونه است تا نمونه‌ای با سطح کاملاً صاف و مسطح، لایه اکسیدی با ضخامت یکنواخت و لایه‌های میانی با چگالی کاهش یافته به‌دست آید. دست‌یابی به این مشخصات برای رسیدن به نتایج تکرارپذیر برای هر نمونه ضروری است. روش استانداردی برای آماده‌سازی نمونه در روش SCM تهیه شده‌است و نتایج نهایی این روش به شدت به تمیز بودن محیط و مهارت‌های فردی که عملیات صیقل‌کاری را انجام می‌دهد، بستگی دارد. بهترین نتایج SCM برای نمونه‌های بسیار صاف با RMS کمتر از (1nm) به‌دست می‌آید. بعد از این که نمونه کاملا تمیز شد، در مرحله بعد اکسیدهای طبیعی با استفاده از محلول آبی 1:10 فلوئوریک اسید (HF) زدوده می‌شود. چند قطره فلوئوریک اسید رقیق به مدت تقریبی ده ثانیه برای حذف اکسیدهای طبیعی از سطح نمونه کافی است. سپس نمونه بلافاصله با استفاده از آب یون‌زدایی شده و به مدت 20-30 ثانیه شسته می‌شود. در مرحله بعد، یک لایه اکسیدی روی سطح رشد داده می‌شود که برای تهیه آن می‌توان اکسیداسیون را به دو روش انجام داد:

هر دو روش اکسیداسیون، لایه اکسیدی به ضخامت (nm 4-3) را به‌وجود می‌آورند. مشخص شده‌است که برای اجتناب از نشت لایه اکسیدی و برای رسیدن به سیگنال ظرفیت قوی، لازم است که ضخامت لایه اکسیدی حداقل ( 3nm) باشد. درخصوص آماده‌سازی نمونه‌ها در روش SCM، مطالعه‌ای صورت گرفته‌ و مشخص شده‌است که انجام اکسیداسیون خشك روی پروب‌های الماس، بهترین نتایج را از نظر تکرارپذیری فراهم می‌كند. در حالي‌كه، در روش اکسیداسیون مرطوب لایه‌های اکسیدی یکنواخت‌تری فراهم می‌شود و از این نظر برای نمونه‌هایی با سطح بزرگ مناسب‌تر است [6].

سوزن مورد استفاده در روش SCM باید تا حد امکان تیز باشد که حالت ایده‌آل‌، تیز بودن در مقیاس اتمی است. در عمل، با استفاده از پیشرفته‌ترین فناوری‌هایی که تا به امروز به‌دست آمده است، می‌توان پروب‌هایی با شعاع انحنای در حدود چند نانومتر ساخت. اهمیت اندازه نوک پروب بسیار بالا است؛ زیرا یکی از مؤلفه‌های مهم در تعیین توان تفکیک این روش است.
از دیگر ویژگی مهم پروب، سختی آن است؛ زیرا در روش‌های تماسی از شکستگی پروب به‌هنگام روبش که باعث کاهش حساسیت سوزن و کاهش کنترل در اندازه‌گیری می‌شود، ممانعت به‌عمل می‌آورد. اگر سوزن روکش شود، لایه پوششی، سخت از فرسودگی لایه رسانای خارجی جلوگیری می‌کند. لازم است که هدایت الکتریکی پروب بسیار بالا و نزدیک به هدایت فلزات باشد. قابلیت انعکاس خوب سطح فوقانی تیرک نیز برای سيستم لیزری آشکارساز نوری ضروری است.
در روش SCM، تیرک، نیرویی در حد چند نانونيوتن به سطح وارد می‌كند و از این رو سختی تیرک معمولاً در محدوده (N/m 5-0/1) در نظر گرفته می‌شود. در پروب‌های SCM به‌منظور به حداقل رساندن برهم‌کنش الکتریکی سوزن – نمونه، بهتر است از سوزن‌هایی با نسبت منظر بزرگ‌تر استفاده نمود. پروب‌های تجاری در دسترس برای SCM، پروب‌های سیلیسیمی با پوشش فلز و پروب‌های سیلیسیمی آلاییده با پوشش الماس هستند که اولی با شعاع (nm30-10) تیزتر است ولی سریع‌تر ساییده می‌شود، در حالی که دومی با شعاع (nm100-60) ضخیم‌تر بوده ولی در برابر آسیب‌های مکانیکی بسیار مقاوم‌تر است. مقایسه عملی این دو نوع پروب آشکار می‌کند که کارایی سوزن‌های با پوشش الماس در انجام روبش از نظر تکرارپذیری اندازه‌گیری، بسیار بالاتر است. رسانایی بالای این نوع سوزن‌ها به دلیل مقدار زیاد بور بوده که در لایه روکش الماس آلاییده به‌کار رفته است [6].

روش SCM یک روش شناسایی نانومتری است که به‌وسیله آن می‌توان تغییر خواص لایه اکسیدی از یک نقطه به نقطه دیگر را تشخیص داده و عدم یکنواختی ضخامت لایه اکسیدی را در کل سطح نمونه ارزیابی كرد. تغییر ضخامت لایه اکسیدی به اندازه چند آنگستروم، می‌تواند باعث ایجاد تغییر قابل ملاحظه‌ای در دامنه سیگنال شود. همچنین با این روش مي‌توان توزیع غیریکنواخت نقص‌ها را در لایه اکسیدی به‌صورت جابه‌جایی قابل ملاحظه‌ در منحنی‌های حاصل از آن، تشخیص داد. ولی به‌هرحال عواملی وجود دارند که می‌توانند کیفیت اندازه‌گیری در این روش را تحت تأثیر قرار دهند که در ذیل شرح داده می‌شوند [3].

• تغییر اندازه سوزن

• نشت ظرفیت

یکی دیگر از منابع انحراف در این روش، نشت ظرفیت است که بر اثر برهم‌کنش بین نمونه و بدنه تیرک حاصل می‌شود. برای حل این مسئله، شكل هندسی دستگاه به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که اتصالات پشتیبانی کننده تیرک در بالای نمونه قرار نگیرند، بلکه در نواحی جانبی آن واقع شوند. بدین ترتیب، ظرفیت نويزي بین بدنه تیرک و نمونه حذف می‌شود [3].

• رطوبت محیط

با ايجاد میدان الکتریکی قوی بین سوزن و نمونه ممکن است ذرات آب موجود در سطح لایه اکسیدی تجزیه شده و باعث تزریق پروتون‌ها (H⁺) به داخل این سطح شود. تزریق بار به این شکل منجر به انحراف سیگنال می‌شود. همچنین وجود رطوبت می‌تواند پدیده اکسیداسیون آندی را که در AFM و STM پدیده شناخته شده‌ای است، به‌وجود آورد. پدیده اکسیداسیون به عواملی نظير درصد رطوبت، ولتاژ بایاس اعمالی، بایاس پلاریزاسیون، اندازه سوزن، ضخامت لایه اکسیدی و کیفیت اکسیداسیون بستگی دارد که اين عوامل می‌توانند کیفیت اندازه‌گیری SCM را تحت تأثیر قرار دهند [3].

• تخلیه سوزن

عامل دیگر انحراف، تخلیه سوزن است. هنگامی که عمل روبش روی نواحی به شدت آلاییده صورت می‌گیرد، لازم است ولتاژ بایاس قوی‌تری اعمال شود. این ولتاژ بایاس قوی ممکن است باعث تخلیه سوزن‌های از جنس سیلیسیم شده و در نتیجه منجر به انحراف سیگنال شود [3].

• وارونگی کنتراست

یکی از موارد مورد بحث در روش SCM، وارونگی کنتراست است. در واقع باید سیگنال SCM با کاهش غلظت آلاینده در نمونه، به‌صورت یکنواخت افزایش یابد. بارها مشاهده مي‌شود كه به‌هنگام كار با اين ميكروسكوپ، سیگنال SCM با افزایش غلظت آلاینده افزایش مي‌يابد که به آن پدیده وارونگی کنتراست گفته می‌شود. عوامل پدید آورنده این اثر هنوز چندان مشخص نیستند [3].

• نور لیزر

نور لیزر نیز باعث انحراف سیگنال SCM می‌شود و اثر نويزي در سيستم آشکارسازی دارد [3]

با توجه به مطالعات آزمایشگاهی انجام شده روی روش میکروسکوپی ظرفیتی روبشی، مشخص شده‌است که این روش در تهیه نقشه آلاینده‌ها در ساختار نیمه‌هادی و تشخیص و شناسایی لایه اکسیدی، یک روش قدرتمند است. برای تهیه یک تصویر کیفی از وجود آلاینده در ساختار نیمه‌هادی، نظیر بررسی مراحل ساخت و جای دادن صحیح ریزساختارها در یک قطعه الکترونیکی، همچنین بررسی حضور یا عدم حضور آلاینده‌ای با نوع مشخص در یک ناحیه، میکروسکوپ SCM به‌عنوان یک ابزار توانمند ظاهر شده‌است. هنگام بررسی کمی با اين روش، لازم است تا کالیبراسیون تصاویر SCM در نواحی که لایه اکسیدی در آنها به روشی یکسان رشد یافته، انجام شود. ابتدا یک منحنی شبه کالیبره برای نمونه مرجع به‌دست آمده و سیگنال SCM آن اندازه‌گیری می‌شود و سپس برای نمونه آزمايشي، استفاده مي‌شود. البته این روش بسیار محدود است که باید در آن نمونه‌ها برای تهیه لایه اکسیدی يكسان، به‌صورت کاملاً مشابه آماده‌سازی شوند.