Способ послойного оже-анализа химического состава твердых тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерению и контролю электрофизических параметров материалов электронной техники, в частности контролю химического состава твердых тел как на его поверхности, так и в глубинных слоях. Цель изобретения - увеличение точности измерения текущей координаты по глубине. Способ послойного Оже-анализа химического состава твердых тел основан на анализе энергий и количестве Оже-электронов, излучаемых твердым телом при облучении его пучком ускоренных электронов, и послойном распылении ионным пучком. Распыление осуществляется ионным пучком, энергия которого периодически меняется во времени, причем период изменения энергии превышает время установления стационарных поверхностных концентраций. Распыленные во время травления с поверхности твердого тела ионы подвергаются масс-анализу.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,(51) c 01 Б 23/227

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4408492/31-25 (22) 12 ° 04.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (71) Каунасский политехнический инсти-,, тут им. Антанаса Снечкуса (72) Л.И. Панявичюс, С.И. Тамутеви-. чюс и Ю.П. Будинавичюс (53) 638.521 (088.8) (56) Анализ поверхности методом .Ожеи рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Под.ред. Д. Бриса иМ.П. Сиха М.: Мир, 1987, с. 160-199.

Auger electron spectroscopy system. PHI Model 10. Instruction manual. — Edina» 1973. (54) СПОСОБ ПОСЛОЙНОГО ОЖЕ-АНАЛИЗА

ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ТВЕРДЫХ ТЕЛ (57) Изобретение относится к измерению и контролю электрофизических параметров Материалов электронной техники, в

Изобретение относится к измерению и контролю химического состава твер-.,: дь

ых тел как на поверхности, так и в глубинных слоях, Целью изобретения является увеличение точности измерения текущей координаты по глубине.

Способ осуществляется следующим образом.

На исследуемый образец направляют пучок электронов и регистр рую и т бжеспектры. Послойное распыление осу; .. ществляют с помощью ионного пучка, .энергию которого периодически меняют

„„Я0„„1599735 А 1

2 частности контролю химического состава твердых тел как на его поверхности, так и в глубинных слоях. Цель изобретения — увеличение точности измерения текущей координаты по глубине. Способ послойного Оже-анализа химического состава твердых тел основан на анализе энергий и количестве Оже-электронов, излучаемых твердым .телом при облучении его пучком уско.ренных электронов, и послойном рас пылении ионным пучком. Распыпение осуществляется ионным пучком, знер гия которого периодически меняется во времени, причем период изменения энергии превышает время установления стационарных поверхностных концентраций, Распыленные во время..травления с поверхности твердого тела ионы .подвергаются масс-анализу.

CO скачкообразно во времени. Период 3 изменения энергии должен превышать время установления стационарных по .верхностных концентраций. Ионы, распыленные во время травления с поверхности твердого тела, подвергают масс. анализу с целью определения объемных концентраций химических элементов в веществе. Реализация динамического режима распыления (распыпе- й» ние ионным пучком с переменной энергией) позволит определить значение коэффициентов распыления Y„, Для двухкомнатного вещества способ реализуется следующим образом.

1599735 т,() С (3), С 2.ст и . ».. г е<

I:Онцентрации элементов С; опреде-, ляют из выражения

j: /S< с; = (1) к=< где I" — интенсивность сигнала Оже1 перехода i-ro элемента;

S — чувствительность сигнала

Оже-перехода i-го элемента, Текущую координату по глубине рассчитывают С г х - »;ги J c;(c) dc, (г)

° =< о где W, — вероятность ухода атома i-го вида с поверхности; где Ig (t) . IIQToK ионов

С вЂ” поверхностная концентрация атомов вещества.

Кинетическое уравнение для атомов

1-ro и 2-го вида в верхнем монослое записывается,d С»

= - W,C„+ n,(W,Ñ,+, Wq C ) (4) -д- = -Уг Сг + пг (И < С» + Чг Сг ), А где п, п — объемные концентрации атомов.

Решение системы (4) имеет вид:

C, (t) = С», ехр (-1./ . ) +

+ n, W, t 1 - Е х р (-t i, )); (5)

С, (t) = С,», exp (-t/» c)

+ n2 Ъ4»» (3 - Ох1г (-t/cc )jг где»». = п < « г + и М,, С,, С вЂ” начальное поверхностные концентрации.

Дпя стационарного режима

C<»:T г п,л

» "С

Значения W» и W корректируют после каждого периода изменения энергии ионов, подставляют в выражение (2) и таким образом рассчитывают текущую координату по глубине.

Пример. Пучок электронов от источника направляют на ччоверхность обпазиа в котором они вызывают Оже-ч переходы. Полученный Оже-спектр регистрируется анализатором. После о65

55 работки спектра определяют концентрации химических элементов по формуле (1). Одновременно на тот же самый участок образца направляют пучок ионов, которые первоначально имеют энергию, например 3-5 кэВ до установления стационарных концентраций на ! поверхности образца. После чего энергию ионов изменяют до величины, на пример 0 5 кэВ. После достижения стационарных поверхностных концентаций цикл заканчивается. Перед каждым изменением энергии ионов фиксируют значение поверхностных концентраций, установившиеся в только что закончившемся режиме и они служат начальными концентрациями С, для следующего режима. После установления стационарного режи»»а с помощью анализатора ионов измеряют объемные концентрации и атомов образца. Поверхностные концентрации С,(t) регистрируют постоянно. По системе уравнений (5) определяют постоянную времени jjcTGIIQBJIBHEIEI cTGIIHQHBPEfbIx конЦентра д»йс,. После этого по формулам (6) рассчитывают WI и Ч, а затем с по.—. мощью выражения (2) — текущую координату по глубине. Период изменения энергии ионов Т должен соответствовать выражению Т„ > 3 »с .

Формула изобретения

Способ послойного Оже-анализа химического состава твердых тел, заключающийся в облучении исследуемого вещества пучком ускорегчых электронов и анализа полученных Оже-спектров, по которым определяют концентрации входящих в состав исследуемого вещества элементов при послойном распылении поверхности ионным пучком, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности определения "-екущей координаты по глубине, энергию ионного пучка периодически скачкообразно меняют во времени так, что период изменения энергии превышает время установления стационарньпс поверхностных концентраций, измеряют стационарные поверхностные концентра3 ции, а распыленные ионы подвергают масс-анализу, по результатам которого

Определяюч объемные концентации элементов, и на основании onðåäeëeííûõ величии рассчитывают текущую координату по глубине.