表面化学分析 溅射深度剖析 用层状膜系为参考物质的优化方法 征求意见稿

1表面化学分析-溅射深度剖析-用层状膜系为参考物质的优化方法本文件无意涵盖特殊多层膜系（例如δ掺杂层ISO18115-1表面化学分析—词analysis—Vocabulary—Part1:Generalterms∆z深度分辨I信号强度2AES俄歇电子能谱[术]XPSMgK“、AlK“4W。。。。。。。。。。。。3Ar+,Kr+,Xe+,O-,O2+,Ga。。使用AES离子溅射对单层或A/B/A/B/...多层系统进行深度剖面测量的重要参数如下[6]。）：绘制为电子动能的函数E。在N(E)光谱中，信号强度通过在背景之上俄歇峰的强度来测量的。在3)对于离子溅射，数据可以以交替模式或连续模式来收集。如果使用连续模式，最好确保离子诱4a)探测束和同时发生的溅射参数（对分析和深度分辨都重要一次离子类型、离子撞注3：在连续模式一次离子溅射下，通常测在本国际标准中，单层或A/B/A/B/...多层膜系溅射深度剖析时深度分辨Δz的测量[10][12][13]。本条款中深度分辨Δz的定义仅用来优化深度剖析的参数设定。深度分辨的定义和测量步骤将在-- Ztot——衬底上单覆盖层或多层膜系的总厚度；ttot——从最表面溅射到覆盖层与衬底界面所需要的总溅射时间，这个界面定义为其邻近覆盖层的元5I——信号强度t——溅射时间析面积与溅射面积之比尽可能小。存在许多64——离子方向图7溅射区中心应与图2（a）所示可可以使用仪器制造商提供的方法来检查对中是否准确。准确的对中还可通过观察剖析过的弧坑或测量来检查以确保溅射区在分析区的中心[见图2(a)[13][14]]。如仪器带有扫描电子显微镜成像功能,可用显示器观察剖析过的弧坑[13]。溅射区中心应与通过聚焦X射线束所确定的溅射区中心应与电子能谱仪所确定的分析区对中［见图2（b。准确的对中应依据设备制造准确的对中可通过仪器制造商提供的方法8A.1概要通常要优化探测束和溅射参数的设定以改善深度分辨Δz[11][16-22]。A.2溅射参数为降低溅射诱导的粗糙度、锥体的形成和原子混合的程度，应考虑离子类型[23][24]。溅射时A.2.3入射角A.2.4样品台常采用能旋转的样品台以降低溅射诱导的粗糙度，特别对多晶的金属材料更重要[28][29][33-36]。旋转速度高于某临界值时，可确保Δz能比静止模式得到A.3测量参数A.3.2发射角A.4实验注意事项9薄膜上)[15]，可将电子束散焦。在XPS方面也曾有过聚焦的X射线源可此而形成谱中的影响减至最小[8][9]。调制技术，如束亮度A.4.4被溅射表面的粗糙度影响深度分辨。离子溅射多晶样品时表面粗糙度增加。可以利用同的多个离子源[40]和在离子束辐照下旋转样品[28][38][35][39][40]使这种效应减至最小或消除。气体供给。由此而得到的剖析表明污染信号随时间的（资料性附录）典型单层膜系参考物质对表面相关材料溅射深度剖析时，国家级有证参考物质和可溯源到前者的参考物质有助于优化深度分辨和校准溅射速率。表B.1列出溅射深度剖析用参考物质的典型单层膜系。注：当使用参考样品Ta2O5/Ta进行微观区域AES深度剖析测量时，由于多晶Ta衬底中存在晶界，测量结果会受到不规则性的影响。表B.1作为参考物质的典型单层膜系a可从ECInstituteforReferenceMaterialsandMeasurements得到钽上厚度为30nm和100nm的Ta2O5以证明等效产品能够产生相同的结果，则可表C.1给出溅射深度剖析用参考物质的典质Ni/Cr构9构5AlAs/Ga6方便本文档的用户而提供的，并不构成ISO对所命名产品的认可。如果深度分辨Δz值来评估[19][26][28][35][36]。可用周期膜层结构的已知膜层厚度来检查溅射时离子束电流漂移是否正常[19]。[1]ISOGuide30,Referencematerials—Selectedtermsanddefinitions[2]ISOGuide31,Referencematerials—Contentsofcertificates,labelsandaccompanying[3]ISOGuide33,Referencematerials—Goodpracticeinusingreferencematerials[4]ISOGuide35,Referencematerials—Guidanceforcharacterizationandassessmentofhomogeneityandstability[5]ISO17034,Generalrequirementsforthecompetenc[6]ASTME1127-08,StandardGuideforDepthProfilinginAugerElectronSpectros[7]ASTME1577-95,StandardGuideforReportingofIonBeamParametersUsedinSurfac[8]PowellR.A.,PerturbingEffectsofIon-exitedAugerEmissionduringAuger-SputteStudiesonStationaryandRotatedSamplesofaNewModelMetal/SemiconductorMu[10]ASTME1438-11,StandardGuideforMeasuringUsingSIMS[11]SeahM.P.,HuntC.[12]HofmannS.,DeterminationofDepthResolutionfromMeasuredSputteringProfilesMultilayerStructures:Equationsa[13]HuntC.P.,SeahM.P.,MethodfortheAlignmentresolutionDepthProfilesinAu[14]UrushiharaN.,SanadaN.,PaulD.,SuzukiM.,Ion[15]WittmaackK.,RasterScanningDeptDepthResolutionofAugerSputterProfiledNi/CrInterfaces:DependenceonIonBombardment[21]BARNAA.andMENYHARDM.AugerDepthProfileAnalysisofDeeplyBuriedInterfaces,Phys.[22]HofmannS.,AtomicMixing,SurfaceRoughnesDepthProfilingofaGaAs/AlAsSuperl[23]GriesW.H.,Radiation-i[24]KajiwaraK.,ShimizuR.,ResolutioninSputterDepthP[25]KajiwaraK.,KawaiH.,AnalysisofAlGaAs/GaAsSuperlatticesbyMeansofSputter-assiProposedNewReferenceMaterialforSputterDept[27]MenyhardM.,BarnaA.,BiersackJduringAugerdepthprofilingofGe-Simultilayersystem.II.Lowionenergy(0,2-2ke[28]ZalarA.,SignificanceofSampleRotatiProfilingofThinFilms.[29]HofmannS.,ZalarA.,DepthProfilingwithSampleRot[30]KimK.J.,MoonD.W.,SignificantImprovementinDepthResolutSecondaryIonMassSpectrometryProfilingunderNorofSurfaceInhomogeneityInducpp.2744–2756.[32]JiangZ.X.,AlkemadePwithLow-energyGrazingO2+Be[33]ZalarA.,ImprovedDepthResolutionbySampleRotationduringAugerElect[34]MartonD.,FineJ.,OnTheDevelopmentofIncreasingSurfacComparisonoftheDepthResolutioninSputterDepthProfilingofNi/CrMultilayerswithandwithoutSampleRotationusingAES