Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 44 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

44
1. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС), в которой
используется рентгеновское излучение с длиной волны в диапазоне от 0,1
до 10 нм. Поэтому в методе РФЭС зондируют глубокие энергетические
уровни атома.
2. Ультрафиолетовая электронная спектроскопия (УФЭС), в которой
используются фотоны с длиной волны в диапазоне от 25 до 100 нм. Поэто-
му обычно метод УФЭС применяется для изучения
валентной зоны и зоны
проводимости полупроводников и диэлектриков.
Физика процесса относительно проста. Если падающий на поверх-
ность объекта фотон имеет энергию hν, достаточную для того, чтобы иони-
зировать какую-нибудь электронную оболочку атома, то электрон, кото-
рый имел в твердом теле энергию связи E
св
, выбрасывается в вакуум с ки-
нетической энергией Е
к
. Если пренебречь очень маленькой энергией отда-
чи, то из закона сохранения энергии следует, что
Е
к
= hν – E
св
.
Поскольку каждый элемент имеет свой уникальный набор энергий
связи, фотоэлектронная спектроскопия может быть использована для ана-
лиза элементного состава поверхности твердого тела. Изменения конфигу-
рации валентной зоны и соответствующие изменения степени экранировки
ядра атома при изменении его химического состояния отражаются в изме-
нении энергии связи (химический сдвиг), что используется для
определе-
ния химического состояния атома. Последнее явилось причиной появления
альтернативного названия метода – электронная спектроскопия для хими-
ческого анализа (ЭСХА).
В методе РФЭС излучение обычно получают с помощью рентгенов-
ских трубок с алюминиевыми или магниевыми анодами. Энергия испус-
каемых ими квантов достаточна для проникновения только в приповерхно-
стную область исследуемого объекта.
При этом глубина выхода вторичных
электронов не превышает 5 нм. Иногда используют облучение синхро-
тронным излучением, формируемым в специальных накопительных коль-
цах (синхротронах), где по замкнутым траекториям движутся с большими
скоростями электроны. Преимуществом синхротронного излучения явля-
ется, во-первых, высокая интенсивность, во-вторых, возможность настраи-
ваться на любую длину волны рентгеновского излучения
, в-третьих, малая
расходимость пучка.
Спектр фотоэлектронов исследуют при помощи электронных спек-
трометров высокого разрешения (достигнуто разрешение до десятых долей
эВ в рентгеновской области и до сотых долей эВ в ультрафиолетовой об-
ласти). В качестве детекторов сигнала используются устройства, приме-
няемые в электронной Оже-спектроскопии (ЭОС). Вообще данный метод
используют
как дополнение к методу ЭОС. По сравнению и ЭОС он имеет
ряд преимуществ. Во-первых, можно исследовать радиационно нестойкие

Страницы