| Auger-Elektron Spektroskopy (AES) | Werom nei: frysk.htm Bylden: Jeol Ltd. |
1. Prinsipe: Auger-elektroanen wurde troch in
materiaal útstjoerd as it bestriele wurdt mei primêre
elektroanen (meastentiids mei in enerzjy tusken 1 en 10 keV).
Auger-elektroanen hawwe in per elemint spesifike
enerzjy (meastentiids tusken 30eV en 3000eV), dat se kinne
brûkt wurde om de gearstalling fan it te ûndersykjen meunster
fêst te stellen.
2. Resolúsje: Auger-elektroanen út djippere lagen
reitsje troch botsings mei heger lizzende atomen har
karakteristike enerzjy kwyt. De analysearbere elektroanen binne
dêrom ôfkomstich út de boppeste 0,5 oant 3 nm (5-30Å), d.i. 2
oant 10 atoomlagen! Dêrom is AES tige in oerflak-analyzetechnyk.
It horizontale oplossende fermogen wurdt benammen beskaat troch
de minimale trochsnee fan 'e primêre elektroanebondel, dy 't yn
foar AES praktyske gefallen fariearret tusken 0,3 µm by 10 keV
en 1E-8 A bondelstream en 10 µm by 2 keV en 3E-6 A.
De lytste te mjitten konsintraasje fan in elemint wurdt berikt by
de grutste stream en bedraacht ôfhinklik fan it materiaal 0,1 à
1 atoom %.
3. Apparaat: Dat bestiet yn prinsipe út in
raster-elektroanemikroskoop (SEM), dy 't it mûglik makket in
sterk fergrutte byld fan in meunster te krijen en dêr it
mjitplak op út te sykjen. De yntinsiteit fan 'e
Auger-elektroanen as funksje fan har enerzjy wurdt metten mei in
yn 'e SEM derby sette silindryske spegelanalysator (CMA) en kin
mei help fan in kompjûter fêstlein en ferwurke wurde.
In sputterkanon makket it mûglik om mei help fan argon- of
neon-ioanen laachjes fan it oerflak fan it meunster ôf te
heljen, dat der binne ek mjittings yn 'e djipte mûglik (ôfname
sa'n 6 nm yn 'e minút).
|
3.1 Fakúm: Om in skjin sputtere oerflak ûnder it analysearjen skjin te hâlden (bedekking < 0,05 atoomlaach yn 30 min.) is in djip fakúm nedich fan ca. 1,5E-7 Pascal (1E-10 Torr). Dat wurdt berikt mei help fan net-bewegende en oaljefrije ioanisaasjepompen. Troch gebrûk fan in folslûs mei foarfakúm wurdt frij djip fakúm al yn 5 minuten nei ynbringen fan in meunster wer berikt.
4. De mjitrisseltaten kinne werjûn wurde as folget:
4.1 Spektra: Dy jouwe de yntinsiteit fan 'e
Auger-elektroanen as funksje fan har enerzjy. Meastentiids wurdt
dêr de ôflate kurve E x dN/dE foar brûkt, dêr 't in positive
en in negative pyk byinoar steane. De enerzjy fan 'e negative pyk
wurdt as noarm nommen. Faak foarkommende wearden binne 510 eV
foar soerstof, 272 eV foar koalstof en 92 eV en 1396 eV foar
silisium. As it silisium oksidearre is, is de pyk ferskood fan 92
eV nei 76 eV.
 |
4.2 Kwantifisearring: Dat kin barre troch yn it spektrum foar elk elemint binnen in beskaat gebiet de yntinsiteit te mjitten en dy mei help fan in relative gefoeligensfaktor (RSF) te ferrekkenjen. It risseltaat wurdt jûn yn atoom %, mar de krektens is sûnder spesjale foarsoargen net better as in faktor twa. Ekstra ôfwikings kinne ûntstean yn legearings en sa, mei 't de gefoeligens beynfloede wurdt troch de "matriks" of mei 't it iene elemint hurder ôfsputtert as it oare.
4.3 Djipteprofilen: Dy krijt men troch mjittings as
by punt 4.2 hieltyd automatysk nei in beskate perioade sputterjen
wer te dwaan. De yntinsiteit of de prosintuele gearstalling kin
útset wurde as funksje fan 'e sputtertiid, dy 't troch de foar
elk elemint spesifike sputtergong yn djipte omset wurde kin.
De djipte wurdt gewoanlik opjûn yn "nm"; de skrapkes
jouwe oan dat dêr by rekkene is mei de sputtergong fan SiO2.
Troch ynterferinsje fan piken ûntstiene flaters kinne mei help
fan LEVEL-manipulaasje ferbettere wurde.
It sputterjen feroarsaket ûnsljochtens en dêrtroch ûnskerpte
yn it djipte-profyl. Op flak materiaal bedraacht dy ûnskerpte 5
à 10 % fan 'e op dat stuit sputtere djipte. Op al ûnflak
materiaal kin dat troch skaadeffekten noch folle mear wurde.
| Atoom % |
 |
|
| Sputtertiid (min.) Djipte (Å) |
4.4 Mapping: Dat is in kartearring fan 'e relative konsintraasje fan in beskaat elemint oer it oerflak fan in meunster. It risseltaat komt gewoanlik beskikber as in swart/wyt foto (wyt = grutste konsintraasje) dy 't korrespondearret mei in SEM-foto, yn ferbân mei optimale gefoeligens meastentiids ûnder in hoeke fan 30, 45 of 60 graden. Der wurdt automatysk topografyske korreksje tapast (tsjin de ynfloed fan skaadwurking en sa).
 |
| SEM-byld | Auger-byld foar koper | Auger-byld foar sulver |
5. Mûglike problemen:
5.1 Opladen. By analyze fan isolatoaren of net elektrysk mei massa ferbûne meunsters ûntstiet maklik opladen troch de primêre elektroanen. Dat soe as gefolch hawwe dat de piken op 'e enerzjyskaal ferskowe en automatyske djipteprofilearring net mear mûglik is. Troch manipulaasje mei de primêre enerzjy en de kantelhoeke fan it meunster kin dat meastentiids wol kompinsearre wurde mei gruttere sekondêre emisje, mar dat jout faak oanlieding ta in ynstelling dy 't net optimaal is foar de gefoeligens. Giet de isolaasje net djipper as oant sa 'n 1 µm ûnder it oerflak, dan kin dy meastentiids troch elektroane- penetraasje geliedend makke wurde en is it probleem lytser. Dêr is dan in hege primêre enerzjy (b.g. 10 keV foar 1 µm) foar nedich.
5.2 Strielingsskea. Troch bestrieljen mei elektroanen kin in meunster fernield wurde, b.g. troch ûntleding (SiO2 ensfh.) of troch ferwaarming oant it raanpunt (isolatoaren). Om dy reden wurdt safolle mûglik mei in oant 50 of 100 µm defokussearre elektroanebondel wurke. Op lytsere struktueren is dat fansels net mûglik.
6. Meunsters. Yn ferbân mei de grutte fan 'e poarte en de needsaaklike manipulaasjerûmte is de tastiene grutte fan it meunster beheind. De standertgrutte is 10 x 10 mm en minder as 1 mm tsjûk. Under beskate omstannichheden binne gruttere ôfmjittings mûglik mei in maksimum fan sawat 60 x 20 x 5 mm. It meunster moat sa skjin mûglik ôflevere wurde, benammen as it om in oerflak-analyze giet.
 |