Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 47 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

47
Для реализации метода ВИМС необходимо детектировать все испус-
каемые поверхностью ионы и провести их разделение по массам. Схема
масс-спектрометра вторичных ионов представлена на рис. 4.4. Источник
ионов 1 формирует первичный ионный пучок 2, который развертывается в
растр по поверхности исследуемого объекта 3. Обычно применяются пер-
вичные пучки положительных ионов цезия, обеспечивающие высокий вы-
ход отрицательных ионов, и пучки ионов О
2
+
, обеспечивающие высокий
выход положительных ионов. Поток вторичных ионов 4 разделяется по
массе в устройстве типа магнитного сепаратора 5 и анализируется в масс-
детекторе 6. Результаты анализа отображаются в виде силы тока вторично-
го ионного пучка в зависимости от массы ионов m или от отношения m/e
(е – элементарный заряд). По положению пиков в спектре можно иденти
-
фицировать тип поверхностных атомов, а по их относительной интенсив-
ности – определить концентрацию атомов в приповерхностном слое объекта.
Существуют две разновидности метода ВИМС: статический и дина-
мический методы. В статическом методе используются очень низкие плот-
ности тока первичного пучка ионов (10
-10
…10
-9
А/см
2
), в результате ско-
рость распыления поверхности объекта также очень низкая (порядка долей
моноатомного слоя в час). В этом случае разрушения поверхности мини-
мальны, и метод служит для изучения состава поверхности, а также ад-
сорбции и химических реакций на поверхности. В динамическом методе
плотности тока первичных ионов существенно выше (10
-5
…10
-4
А/см
2
) и
скорость распыления велика (обычно несколько моноатомных слоев в се-
кунду). Поэтому непрерывный анализ вторичных ионов дает возможность
определять распределение по глубине одного или более элементов, при-
сутствующих в объекте. Порог чувствительности различен для разных
примесных атомов. Для фосфора он примерно равен 2·10
15
см
-3
, для
мышьяка – 5·10
14
см
-3
, для бора – 10
13
см
-3
.
Рис. 4.3. Процессы взаимодействия
ионов с объектом
Рис. 4.4. Схема масс-спектрометра
вторичных ионов

Страницы