Способ послойного оже-анализа химического состава твердых тел

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

1О

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.