Способ послойного Оже-анализа химического состава твердых тел Советский патент 1990 года по МПК G01N23/227 

Изобретение относится к измерению и контролю химического состава тверг;. дых 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 регистрируют Охе.- спектры. Послойное распыление осз. ществляют с помощью ионного пучка, энергию которого периодически меняют

скачкообразно во времени. Период изменения энергии должен превышать вр;емя установления стационарных поi верхностных концентраций. Ионы, рас- пьшенные во время травления с поверхности твердого тела, подвергают масс.анализу С целью определения объем- ньрс концентраций химических элементов в веществе. Реализация динамического режима распыления (распыление ионным пучком с переменной энерi гией) позволит определить значение

Коэффициентов распьшения Y.

Для двухкомнатного вещества способ реализуется следующим образом.

СД

Ф СО

со

О1

Концентрации элементов С- опредеиз выражения

i;/s;

L.

(

I; sTiK/s;

(1)

интенсивность сигнала Оже- перехода i-ro элемента;

S - чувствительность сигнала

Оже-перехода i-ro элемента Текущую координату по глубине расс- 4итывают +

:2L

X j c;(t) dt, (2)

; . 1 - о

Где W- - вероятность ухода атома 1-г вида с поверхности;

W; Y;. М1 ,(3),

где (t) - поток ионов;

С - поверхностная концентра1ДИЯ атомов вещества. Кинетическое уравнение для атомов 1-го и 2-го вида в верхнем монослое записывается

- w,c, + n,(w,c,+,w,c,)

(4)

асг

-WzCji +п, (И,С,-ьУ2Сг),

i

где п, п,, - объемные концентрации

атомов,

Решение системы (4) имеет вид:

/л

C,(t) C,() -1- + -€хр (-t/-,); / v

(5)

Cj(t) Сго ехр() + + nj w,Jr(.l -exp (,

где t V + , ,

C,Q, 2.0 начальное поверхностные концентрации. Для стационарного режима

(6)

корректируют после каждого периода изменения энерги ; ионов, подставляют в выражение (2) и таким образом рассчитывают текущую координату по глубине.

Пример. Пучок электронов от ; источника направляют на поверхность qGoasuay в котором они вызывают рже--( переходы. Полученный Оже-спектр регистрируется анализатором. После об0

S

0

5

0

5

0

5

0

5

работки спектра определяют концентрации химических элементов по формуле (1). Одновременно на тот же самьш участок образца направляют пучок ..-. ионов, которые первоначально имеют энергию, например 3-5 кэВ до установ- , ления стационарньгх концентраций на поверхности образца. После чего эне р- гию 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 следзпо- щего режима. После установления стационарного режима с помощью анализатора ионов измеряют объемные концентрации п атомов образца. Поверхностные концентр,ргр1и Cj(t) регистрируют постоянно. По системе уравнений (5) определяют постоянную времени установления стационар11ых концентраций t;. После этого по формулам (6) рассчитывают W и Wj , а затем с по-... мощью выражения (2) - текущую координату по глубине. Период изменения энергии ионов Т должен соответствовать выражению Т 3 .(,,.

Формула изобре.тения

Способ послойного Оже-анапиза химического состава твердых тел, заклю- чаюшдйся 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, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности определения текущей координаты по глубине., энергию ионного пучка периодически скачкообразно меняют во времени так, что период изменения энергии превышает время установления стационарных поверхностных концентраций, измеряют стационарные поверхностные концентрации, а распыленные ионы подвергают масс-анализу, по результатам которого определяют объемные кондентацин элементов j и на основании определенных величин рассчитывают текущую координату по глубине.

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.