박막 분석
- 표면 전체의 화학적 정보 또는 레이어를 통한 깊이 프로파일링을 위한 다중 요소 감지
- 고속 감지
- 간섭 이온을 분리할 수 있는 높은 질량 분해능
배경
박막 분석 및 특성화
박막은 우리 일상 생활의 일부이며 발광 장치 및 광학 거울용 특수 유리 코팅, 컴퓨터의 전자 장치, 메모리 저장 장치, 태양 전지 등 다양한 용도로 사용됩니다. 박막은 나노미터에서 미크론 규모로 제조된 층상 물질입니다.
펨토초 레이저 제거 유도 결합 플라즈마 비행 시간 질량 분석법(fs-LA-ICP-TOFMS)은 높은 공간 및 깊이 분해능으로 박막의 화학량 론을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 이 분석 기술은 물질을 정밀하게 제거할 수 있는 펨토초 레이저의 장점과 TOFWERK의 빠른 다중 원소 검출 기능을 결합한 분석 기술입니다. icpTOF,를 사용하여 표면 전체의 화학 정보를 얻거나 레이어를 통해 깊이 프로파일링할 수 있습니다.
이차 이온 질량 분석법은 1970년대에 이 기술이 널리 사용된 이래 박막 분석에 사용되어 왔습니다. TOFWERK fibTOF 는 약 10nm 두께의 층을 분해할 수 있으며, 유리한 조건에서는 더 얇은 층도 분해할 수 있습니다. 박막을 조사하기 위한 fibTOF와 같은 이미징 SIMS 기기의 강점은 다음과 같습니다:
- 결함이나 디바이스 스케일 증착과 같은 필름 내의 작은 영역을 분석할 수 있습니다.
- 깊이 프로파일과 함께 얻은 이미지 - 작은 스케일에서도 박막이 균질하지 않은 경우 중요합니다.
- FIB 빔은 샘플을 준비하는 데 사용할 수 있습니다(예: 관심 있는 층을 제거하거나 보완적인 단면도 또는 전체 SEM 단층 촬영(선택적으로 SIMS 정보와 결합)을 준비하는 데 사용할 수 있습니다.
무기층 플라즈마 프로파일링 비행 시간 질량 분석기의 nm 깊이 해상도 프로파일링(PP-TOFMS)는 고속 글로우 방전 플라즈마 스퍼터링 소스를 사용하여 표면을 침식하고 깊이 프로파일을 생성합니다. 높은 처리량, 속도, 작동 용이성, 높은 동적 범위, 전체 질량 범위 및 균일한 원소 감도 덕분에 PP-TOFMS는 모든 공정 엔지니어와 재료 과학자에게 유용한 특성화 도구입니다.
솔루션
를 사용한 박막의 깊이 프로파일링 fibTOF FIB-SIMS 측정용
- 고속 - 모든 이차 이온, 종 간 정확한 신호 비율 보장
- 깊이 프로파일링 해상도 <10nm
- 고해상도 화학 이미징(3D 또는 2D 이미지 또는 관심 영역의 깊이 프로파일)
- 높은 질량 분해능을 통한 명확한 원소 식별
- 음이온 및 양이온 이차 이온 모두 감지
fibTOF를 사용한 박막 스택의 FIB-SIMS 분석 결과. 그림은 수직 공동 표면 방출 레이저(VCSEL) 반도체 소자의 부분 깊이 프로파일을 보여줍니다. FIB 빔의 400~2000 래스터 사이의 5개의 반복된 피처(이 축은 깊이에 해당) 내의 미세 구조는 두께가 10nm 미만인 재료 층에서 나온 것입니다.
공정에 가까운 원소 깊이 프로파일링을 사용하여 PP-TOFMS
- 높은 깊이 해상도. 나노미터 단위의 얇은 층도 해상할 수 있습니다.
- 높은 처리량과 사용 편의성. 40nm/s의 높은 스퍼터링 속도와 UHV로 시료를 이송할 필요 없이 분석에 단 몇 분밖에 걸리지 않습니다.
- 참조 시료 없이 한 번의 클릭으로 반정량화. 스퍼터링 및 기체상 이온화 수율은 주기율표의 원소에 따라 약간만 달라집니다. 이온 빔 비율 방법을 사용하면 대부분의 원소에 대해 2~3배의 정확도로 원자 농도를 추정할 수 있습니다.
- 전체 원소 범위와 고감도. 깊이 프로파일의 모든 지점에서 주요 원소와 도펀트를 검출할 수 있습니다. 완전히 알려지지 않은 층을 식별하고 예기치 않은 오염을 쉽게 감지할 수 있습니다.
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인팹 플라즈마 프로파일링 비행 시간 질량 분석법으로 위상 변화 랜덤 액세스 메모리 개발 가속화. 표면 및 인터페이스 분석, 2020. DOI: 10.1002/sia.6823
토렌고 외. 방목 발생 X-선 형광 및 X-선 반사 측정 분석을 결합한 전이 금속 질화물 물질의 정량적 깊이 프로파일 분석. 분광학 액타, 2020. DOI: 10.1016/j.sab.2020.105926
Spende 외. 나노미터 범위의 깊이 분해능으로 반도체 구조의 빠른 원소 분석을 위한 플라즈마 프로파일링 비행 시간 질량 분석법. 반도체 과학 및 기술, 2020. DOI: 10.1088/1361-6641/ab6ac0
Mazel 외. InAlGaN 및 InAlN 필름의 멀티테크놀로지 원소 깊이 프로파일링. 진공 과학 및 기술 저널, 2018. 도이: 10.1116/1.5019635
fs-LA를 사용한 고해상도 깊이 프로파일링 icpTOF
- 모든 요소. 항상. icpTOF는 항상 완전한 질량 스펙트럼을 기록하므로 분석 물질이나 간섭 신호를 놓치지 않습니다.
- 높은 질량 분해능. icpTOF 2R은 질량 분해능이 6000으로 간섭 이온을 분리할 수 있습니다.
- 정확한 동위원소 비율. icpTOF는 모든 동위원소를 동시에 측정하므로 소스 및 시료 변동에 대한 측정의 민감성을 제거합니다. 통계적 한계에 근접하는 정밀도.
- 고속 감지. icpTOF는 12~50µs마다 완전한 질량 스펙트럼을 기록하므로 레이저 제거 펄스와 같은 빠른 과도 신호에 최적화된 검출기입니다.
- 주요 레이저 회사와의 호환성
- 레이저 절제 전용 워크플로











