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一文讀懂D-SIMS

來源：本站時間：2019-10-25 10:25:00 瀏覽：10365次

動態-二次離子質譜（D-SIMS）用氣體等離子源轟擊樣品,使樣品表面原子、分子或離子等濺射出來，用質量分析器接收濺射出的二次離子，通過分析其質荷比（m/z)獲得二次離子質譜。由于D-SIMS的離子源為高密度離子束（原子劑量>10¹² ions/cm²）,對樣品的濺射作用大，故是一種破壞性分析。此外，D-SIMS一般要求樣品導電性要好，主要用于無機樣品沿縱向方向的濃度剖析和進行痕量雜質鑒定如地質研究、同位素定量分析、半導體摻雜的深度分析等。

D-SIMS的原理圖

相比其它典型的表面分析技術如SEM-EDS（約1%）、Auger（約0.1%）、XPS（約0.1%），D-SIMS不僅具有極低的檢測極限（ppm～ppb），其靈敏度（～ng/g）和圖像分辨率也比較高，且幾乎可實現對包括氫在內的所有元素的定性分析。

D-SIMS可為您解決的產品質量問題

（1）定性檢測產品表面微小異物（≥10μm），特別是當常規成分測試方法失效時。

（2）檢測多層膜或單層膜的厚度和成分（厚度≥1nm）。

（3）分析表面超痕量物質成分，確定外來污染與否，檢出限高達ppb級別。

（4）測試摻雜工藝中從表到內超低濃度的元素分布。

（5）元素含量的面分布圖、同位素豐度分析，逐層剝離、實現各成分的縱向剖析（AES、XPS只能分析縱向新生成的表面）......

D-SIMS對樣品的要求：

（1）固體樣品表面最好是平坦而光滑的；粉末樣品必須將其壓入軟金屬箔(如銅)中或壓制成小塊。

（2）樣品最大規格尺寸為1×1×0.5cm，當樣品尺寸過大需切割取樣，樣品表面必須平整。

（3）避免手和取樣工具接觸到需要測試的位置，取下樣品后用真空包裝避免外來污染影響分析結果。

D-SIMS實例展示：

（1）一次離子源能量和曲線斜率關系

（2）網狀硅片的SIMS圖像

（3）B、P及雜質元素在SOI中的濃度深度分布

（4）B、P和As注入SiGe/Si的濃度深度剖析

（5）障壁中各元素的擴散濃度及分布

（6）Ti膜正反面SIMS濃度剖析的比較

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