近代TEM/STEM的功能强大，拥有超过十种微奈米材料分析的技术。其中，可以用来分析差排在晶体内部三度空间延伸轨迹的技术有三：TEM断层扫描术(TEM tomography)^{[5, 6]}、3D TEM和TEM立体影像(TEM stereo)^{[1, 3]}。

(一) TEM断层扫描术(TEM tomography)：

最先进也最精确，但是操作过程过于复杂繁琐和耗时，主要用于学研界的TEM实验室，不适于产业界的一般工程师操作，而且试片包含的范围也通常过于狭小。

(二) 3D TEM：

通常是先用平面型试片做第一次TEM观察，看到差排后对该区涂布适当的保护层后，再进行一次聚焦离子束(FIB)切割，容易损伤试片，也可能切掉部分差排，导致数据错误。

(三) TEM立体影像(TEM stereo)术：

相对上述两者，此技术只需要做一次TEM试片，从二个角度保持同样的绕射条件观察，藉由基本的几何量测与运算，即可描绘出差排的延伸轨迹。此法的试片制备相对简单许多，成功率较高。

在远离海岸的海上有二艘相距不远的帆船， 如图1所示，由于距离过远，无法判断哪艘在前，哪艘在后。此时，如果海岸上有一足够大的平坦区域，则可以用简单的几何公式，推算二艘帆船的距离。图2是图1俯视图示意图，L_A和L_B分别是帆船A与帆船B和海岸上观察者的距离，L是观察者平行海岸移动的直线距离，θ_A和θ_B分别为帆船A和帆船B和L二端点的夹角。当L_A和L_B的长度远大于L时，L_A等于(L/θ_A)，而L_B等于(L/θ_B)。所以只要有一精确度足够的量角器和量尺，就可以计算出L_A和L_B到某一定的精确度。

图3是一组简易的薄凸透镜成像光路图(ray diagram)，左侧标示O的黄色箭头是物体，右侧标示I的蓝色箭头是在成像面的倒立放大实像。固定成像面的位置，前后移动物体在D_fd距离范围内，在成像面上的影像仍在清晰范围，此D_fd称为场深(depth of field)。固定物体的位置，前后移动成像面D_fs距离范围内，在成像面上的影像仍在清晰范围，此D_fs称为景深(depth of focus)；α角是物体中心点连接透镜边缘和光轴的夹角。场深和景深是透镜的分辨率与α角的函数。一般而言，操作电压为200KeV的TEM，其场深和景深分别约为400 nm和1000 m。如此大的场深，意指TEM试片内的结构，从表面到底面都在清晰聚焦，所以单从一张TEM影像无法判断二个特征物在试片内的相对深度，如图4(a)中的黄线和蓝线。

图4(a)中的图像映射的显微结构，可能是图4(b)，也可能是图4(c)。也就是说，单从图4(a)一张影像无法作正确的判断。如果将试片做如图5(a)的逆时针倾转某角度后，得到的第二张影像，此时黄蓝二线的间距变大，如图5(b)所示，则可以推断样品的结构是图4(b)的结构，而非图4(c)的结构。

在材料学上，差排在晶体某个位置产生后，除非形成一封闭回路(loop)，否则不会终止在晶体内。所以，半导体组件在离子布植后，因不适当的热处理 ，而在硅基板接近表面处产生的差排会在硅晶体内延伸。如果这些差排往下延伸穿过p-n界面，则形成一漏电流的通道。

透过类似图5(a)中的试片倾转，差排在试片厚度方向的延伸轨迹可以被分析出来。因为组成差排的硅原子和基材(matrix)的硅原子完全相同，差排在TEM明场像中的明暗对比机构只有绕射对比，所以绕射条件影响了差排的形貌，甚至导致整条差排消失不见。要准确地分析差排，必须采用双束绕射条件(two beam diffraction condition)，加上适宜的偏移参数(deviation parameter)。所以从二个相距15 ~ 20度的角度分析同一组差排时，必须尽量保持同一种双束绕射条件，以确保被分析的差排形貌在二张不同角度的TEM明场像中保持大致不变。

图6是一组典型的TEM立体影像。图6(a)是一在[100]正极轴拍摄的TEM明场像，二条待分析的差排分别标示处A和B，右下角镶嵌的是对应的聚束电子绕射(CBED)图案。图6(b)和图6(c)是以图6(a)为中心处，往相反方向各倾转约8度，但保持相同双束绕射条件的TEM明场像。影像中， A、B二差排的间距，在图6(b)中明显小于在图6(c)中(d1 < d2)；差排A和主动区边缘(黃色虚线标注处)的距离L，在图6(b)中则明显大于在图6(c)中。以上这些间距变化的现象和图5中陈述的现象类似，此结果可以初步推论出差排A和差排B在试片的不同深度。

藉由主动区边缘当参考线，量测差排A和差排B在二影像中转折点和主动区边缘的距离，再运用基本的几何运算，推算出差排A和差排B在硅基板内的延伸轨迹如图7所示。差排B只在试片表面延伸，但是差排A的深度达260奈米，已经贯穿p-n界面，显然是此漏电型失效组件的漏电渠道。