二次离子质谱法

二次离子质谱(SIMS)可检测极低浓度的掺杂和杂质含量。 该技术提供了从几埃(Å)到几十微米(μm)深度范围内的元素深度分布。 通常用O2+ 或者 Cs+一次离子束溅射样品表面,收集溅射过程中形成的二次离子并使用质量分析器(四极杆,磁扇形,飞行时间)进行质谱分析。一束初级离子(通常是O)溅射/蚀刻样品表面2+ 或者Cs+在溅射过程中形成的二次离子被提取并使用质谱仪(四极,磁扇区或飞行时间)进行分析。二次离子的浓度范围可以从基质水平到亚ppm级的痕量水平。

主要应用

  • 掺杂和杂质深度剖析
  • 薄膜(金属,电介质,SiGe,III-V和II-VI材料)的组分和杂质测量
  • 浅注入和超薄膜(超低能注入和栅极氧化物)的超高深度分辨率深度剖析
  • 体相浓度分析包括Si中的B,C,O和
  • 离子注入机等工艺工具的高精度匹配

SIMS的优势

  • 对掺杂和杂质分析具有ppm量级或更低的检测灵敏度
  • 深度剖析具有出色的检测限和深度分辨率
  • 小面积分析(≥5μm)
  • 可检测所有元素和同位素,包括H
  • 出色的动态范围(高达6数量级)
  • 可用于化学计量比及组分分析

SIMS的局限性

  • 破坏性的
  • 没有化​​学键信息
  • 样品必须是适合放入真空的固体

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