- Открыть/ЗакрытьОсновная информация
- Карточка организации Подробнее Экспресс-отчет в формате. pdf
Оборудование Открыть/Закрыть Публикации
- Новости
На карте
Масс-спектрометр вторичных ионов TOF. SIMS 5 для элементного анализа по глубине и по площади образца.
Описание установки
Послойный анализ «Dual beam Principle»
TOF. SIMS-5 — ВИМС нового поколения — использует новый принцип двух ионных пучков — синхронное чередование импульсных анализирующего и распыляющего пучков. Анализирующий пучок ионов (Bi) является практически неразрушающим, поэтому в установке TOF. SIMS-5 впервые реализован принципиально новый режим послойного анализа, сочетающий статический и динамический режимы ВИМС. Это дает уникальную возможность анализа ультратонких структур с толщиной от 1 нм до 10 нм, поскольку отсутствуют эффекты формирования переходных областей, характерные для динамического режима ВИМС.
В то же время, использование коротких анализирующих импульсов позволило существенно снизить длину пролетной области анализатора при сохранении высокого (10000) массового разрешения и значительно повысить частоту повторения импульсов до 50 кГц. Поэтому в установке TOF. SIMS-5 достигнута очень высокая скважность распыляющего ионного пучка и высокая скорость распыления по сравнению с предыдущими моделями — TOF. SIMS-3 и 4, что дает возможность проведения послойного анализа до глубины 10 мкм, фактически предельной для задач ВИМС.
Возможность вариации типа и массы анализирующих ионов позволяет минимизировать матричные эффекты при послойном анализе металлических структур. Кроме того, для кластерных вторичных ионов глубина выхода, как правило, ниже 0.5 нм.
Принципиально новые возможности представляет TOF. SIMS-5 для анализа диэлектрических структур, а также тонкопленочных плохо проводящих структур на диэлектрических подложках, что часто составляет неразрешимую проблему в установках динамического ВИМС. Для этого в установке размещена дополнительная низкоэнергетическая электронная пушка, которая также имеет импульсный режим работы. Электронный пучок позволяет полностью нейтрализовать заряд, вызванный анализирующим пучком ионов с низкой величиной тока. Для компенсации заряда, вызванного распыляющими ионными пучками со значительно большей величиной тока (сотни нА), предусмотрено введение дополнительных временных задержек в последовательности «распыление-анализ» в очень широком диапазоне от единиц микросекунд до нескольких секунд.
Распыляющие пучки Две низкоэнергетические распыляющие ионные пушки с ионами кислорода O и Cs с энергией пучка от 250эВ до 2кэВ c возможностью варьирования угла падения ионного пучка на поверхность в широких пределах. Имеется дополнительная возможность подачи газообразного кислорода на поверхность анализируемой структуры в условиях сверхвысокого вакуума, что может позволить избежать развития шероховатости в области кратера и повысить чувствительность для ряда элементов. Анализирующий пучок Для анализа используется жидко-металлическая ионная пушка с ионами Bi с очень низкой величиной тока (1 пА, 25 кэВ) и короткими импульсами (короче 1 нс, до 50 кГц). Масс-анализатор Время-пролетного типа с импульсным режимом работы.
Имеется возможность вариации типа и массы анализирующих ионов — Bi, Bi, Bi, Bi, что обеспечивает высокую чувствительность и дает новую возможность анализа вторичных кластерных ионов даже самых тяжелых элементов в очень широком диапазоне масс (1 — 10000 а. е. м.).
Измерения с помощью TOF. SIMS-5
Метод ВИМС позволяет получать следующую информацию о составе структур:
- проводить качественный анализ, т. е. надежно идентифицировать все присутствующие элементы с уровнем чувствительности от Nα>1014-1016 ат/см 3 ; проводить анализ распределения элементов по глубине — послойный анализ (с разрешением по глубине 1-5 нм). Время травления пересчитывается в глубину после измерения глубины кратера травления на оптическом интерферометре; получать изображение поверхности во вторичных ионах (латеральное разрешение 0.1–50 мкм); проводить количественный анализ структур (как правило, для этого необходимы соответствующие эталонные структуры).
Схема. Система формирования первичных зондирующих ионов Bi и вторичных регистрируемых ионов
Синхронное чередование импульсных анализирующего и распыляющего пучков
Отправить комментарий