動態(tài)二次離子質(zhì)譜分析(D-SIMS)
1. 飛行時間二次離子質(zhì)譜技術(shù)
二次離子質(zhì)譜技術(shù)(Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry,D-SIMS)是一種非常靈敏的表面分析技術(shù),通過用一次離子激發(fā)樣品表面,打出極其微量的二次離子,根據(jù)二次離子的質(zhì)量來測定元素種類,具有極高分辨率和檢出限的表面分析技術(shù)。D-SIMS可以提供表面,薄膜,界面以至于三維樣品的元素結(jié)構(gòu)信息,其特點在二次離子來自表面單個原子層(1nm以內(nèi)),僅帶出表面的化學(xué)信息,具有分析區(qū)域小、分析深度淺和檢出限高的特點,廣泛應(yīng)用于物理,化學(xué),微電子,生物,制藥,空間分析等工業(yè)和研究方面。
2. 動態(tài)二次離子質(zhì)譜分析(D-SIMS)可為客戶解決的產(chǎn)品質(zhì)量問題
(1)當(dāng)產(chǎn)品表面存在微小的異物,而常規(guī)的成分測試方法無法準(zhǔn)確對異物進行定性定量分析,可選擇D-SIMS進行分析,D-SIMS能分析10nm直徑的異物成分。
(2)當(dāng)產(chǎn)品表面膜層太薄,無法使用常規(guī)測試進行膜厚測量,可選擇D-SIMS進行分析,利用D-SIMS測量1nm的超薄膜厚。
(3)當(dāng)產(chǎn)品表面有多層薄膜,需測量各層膜厚及成分,利用D-SIMS能準(zhǔn)確測定各層薄膜厚度及組成成分。
(4)當(dāng)膜層與基材截面出現(xiàn)分層等問題,但是未能觀察到明顯的異物痕跡,可使用D-SIMS分析表面超痕量物質(zhì)成分,以確定截面是否存在外來污染,檢出限高達ppb級別。
(5)摻雜工藝中,摻雜元素的含量一般是在ppm-ppb之間,且深度可達幾十微米,使用常規(guī)手段無法準(zhǔn)確測試摻雜元素從表面到心部的濃度分布,利用D-SIMS可以完成這方面參數(shù)測試。
3. 動態(tài)二次離子質(zhì)譜分析(D-SIMS)注意事項
(1)樣品最大規(guī)格尺寸為1cm,1cm,0.5cm,當(dāng)樣品尺寸過大需切割取樣,樣品表面必須平整。
(2)取樣的時候避免手和取樣工具接觸到需要測試的位置,取下樣品后使用真空包裝或其他能隔離外界環(huán)境的包裝, 避免外來污染影響分析結(jié)果。
(3)D-SIMS測試的樣品不受導(dǎo)電性的限制,絕緣的樣品也可以測試。
(4)D-SIMS元素分析范圍H-U,檢出限ppb級別。
4.應(yīng)用實例
樣品信息:P92鋼陽極氧化膜厚度分析。
分析結(jié)果:氧化膜厚度為20nm,從表面往心部成分分布:0-4nmFe2O3,4-9nmFe3O4,9-15nm(Fe.Cr)3O4,15-20nm合金化混合區(qū)。