[SIMS]二次イオン質量分析法

SIMS:Secondary Ion Mass Spectrometry

装置外観

特徴

イオンを試料表面に入射させると、試料表面からは電子・中性粒子・イオンなど様々な粒子が放出されます。SIMSは、これらの粒子のうちイオンを検出し、各質量における検出量を測定することで、試料中に含まれる成分の定性・定量を行う手法です。

  • 高感度(ppb~ppm)
  • HからUまでの全元素の分析が可能
  • 検出濃度範囲が広い(主成分元素から極微量不純物まで)
  • 標準試料を用いて定量分析が可能
  • 深さ方向分析が可能
  • 数~数十nmの深さ方向分解能での評価が可能
  • 数μm角までの微小領域の測定が可能
  • 同位体分析が可能
  • 破壊分析

適用例

  • イオン注入元素の深さ方向への分布評価
  • 積層膜界面の汚染や膜中不純物の評価
  • III-V族化合物半導体の組成評価
  • 半導体中不純物元素の二次元分布・三次元分布評価
  • 各種金属材料・無機材料・炭素材料・有機材料の評価

原理

酸素やセシウムなどのイオン(一次イオン)を試料表面に照射すると試料表面近傍の原子は攪拌され、一部が真空中に飛び出してきます(スパッタリング)。
飛び出してきた粒子のうちイオン(二次イオン)を質量分析することで、試料中に含まれる成分の定性・定量を行います。

原理

データ例

濃度(atoms/cm3) :1立方cmあたりの原子数
二次イオン強度(counts/sec) :1秒間に検出した二次イオン数

深さ方向分析:SiC中N、Al、P濃度評価

深さ方向分析:InGaAs中C、S i濃度評価

深さ方向分析:Si中B、F濃度評価

深さ方向分析:Si中B、F濃度評価

面分析・三次元分析

任意の平面及び、断面方向の不純物濃度分布を可視化できます。

面分析・三次元分析

データ形式

  • PDFファイル及びProfile Viewer (.PRW)形式: プロファイル
  • Excelファイル: 数値データ

    ※Profile ViewerファイルはMSTにて配布しております「Profile Viewerソフト」にて閲覧・加工が可能となります。

仕様

検出可能元素 HからUまでの全元素
搬入可能試料サイズ 最大W 50mm × L 50mm × H 10mm
※必要に応じて、割断させていただくことがあります。
測定可能領域 数~500μm角程度
検出深さ 数nm~
検出下限 ppb~ppm (元素・測定条件により変動)
質量分解能(m/Δm) ~10,000

必要情報

  1. 目的/測定内容
  2. 試料情報
    (1)数量、予備試料の有無など
    (2)構造、形状、積層情報、各層の膜厚、パターンおよび周辺の絶縁物の有無、注入条件など
    (3)注意事項
  3. 納期
    (1)ご希望の速報納期
    (2)注意事項
  4. その他の留意点

注意点

以下のような試料の場合、評価に悪影響を及ぼす場合があります。

  • 試料表面凹凸の大きい試料
  • 脱ガスしやすい試料
  • チップ状試料およびパターンが形成されている試料

[SIMS]二次イオン質量分析法の分析事例はこちらからご覧ください。

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