طیف سنجی جرم یونی ثانویهSIMS) secondary ion mass spectrometry)

دسته‌بندی نشده

نوشته شده توسط:

طیف سنجی جرم یونی ثانویهSIMS) secondary ion mass spectrometry)

طیف سنجی جرم یونی ثانویه، آنالیز SIMS ،غلظت های بسیار کم دوپنت ها و ناحالصی ها را مشخص می کند. این آنالیز قادر به تأمین پروفایل عمق عنصری در سرتاسر یک محدوده عمق از چند آنگستروم (Å) تا چند هزار میکرون (µm) است. نمونه موردنظر با باریکه ای از یون های اولیه (معمولا O یا Cs) پراکنده ⁄ تیزاب کاری می شود. یون های ثانویه در طول فرایند پراکنده سازی با استفاده از یک طیف سنج جرمی (معمولا چهارقطبی یا بخش مغناطیسی) استخراج و آنالیز می شوند. یون های ثانویه ممکن است در محدوده غلظتی از سطوح ماتریکسی تا سطوح کمتر از ppm باشند.یک تکنیک مورد استفاده در علم بررسی مواد حالت جامد می‌باشد. سیمس، تکنیک تجزیه و تحلیل ترکیب سطوح جامد و لایه‌های نازک، توسط کندوپاش سطح نمونه با پرتو یون متمرکز اولیه و جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل یونهای خارج ثانویه‌است. این یون ثانویه همراه با طیف‌سنج جرمی اندازه‌گیری می‌شود و برای تعیین ترکیب عنصری، ایزوتوپی یا مولکولی سطح کاربرد دارد. سیمس حساس‌ترین تکنیک تجزیه و تحلیل سطح است که قادر به تشخیص عناصر موجود در محدوده یک در میلیارد می‌باشد.

نمونه

نمونه‌ای که مورد بررسی و اندازه گیری است با یونهای اولیه که به صورت اتمی، مولکولی یا خوشه‌ای هستند، با انرژی‌ای بین ۲۰۰ الکترون ولت تا ۲۵ هزار الکترون ولت بمباران می‌شود. بدین وسیله ذراتی به صورت خنثی، یون مثبت یا یون منفی پدید می‌آیند. بیش از ۹۰ درصد را ذرات خنثی تشکیل می‌دهند که قابل استفاده برای تجزیه و تحلیل نیستند و به همین دلیل باید از ذرات باردار جدا شوند. این ذرات باردار توسط جرم آنالیزر یا همان فیلتر جرمی جدا می‌شوند. یونها پس از جدا شدن از ذرات خنثی و گذشتن از طیف‌سنجی جرمی، به یک آشکارساز یا گروهایی از دتکتورها می‌رسند. از شدت سیگنال به عنوان یک ابزار برای اندازه‌گیری درصد ترکیب استفاده می‌شود.

کاربردها

  • تعیین پروفایل عمق دوپنت و ناخالصی
  • اندازه گیری ترکیب و ناخالصی فیلم های نازک (فلزات،دی الکتریک ها، SiGe،مواد III-V و II-V )
  • تعیین پروفایل رزولوشن بسیار بالای عمق در ایمپلنت های کم عمق و فیلم های بسیار نازک (ایمپلنت های ULE و اکسید های گیت)
  • آنالیزهای توده شامل B، C، O و N در Si
  • انطباق بسیار دقیق تجهیزات فرایند مانند ایمپلنترهای یونی

توانایی ها

  • حساسیت آشکارسازی فوق العاده برای دوپنت ها و ناخالصی ها با حساسیت آشکارسازی ppm یا کمتر
  • پروفایل های عمق با محدودیت های آشکارسازی و رزولوشن عمق فوق العاده
  • آنالیز سطح کوچک (۱۰µm یا بزرگتر)
  • آشکارسازی تمامی عناصر و ایزوتوپ ها شامل H
  • محدوده دینامیکی فوق العاده (تا ۶ مرتبه)
  • امکان استوکیومتری/ترکیب در برخی کاربردها

محدودیت ها

  • مخرب
  • بدون اطلاعات اتصال شیمیایی
  • ویژه عنصر
  • نمونه باید جامد و سازگار با خلأ باشد.

 

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *