Ионнолегированные стандартные образы с заданным распределением примесей для масс-спектрометрии вторичных ионов

• Автор: Бородина, Ольга Марковна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 200 c. : ил

1.1. Образцы сравнения в микроанализе Н

1.2. Возможности ионного легирования для создания стандартных образцов анализа поверхности . . .

1.3. Специфика контроля распределения элементов в субмикронных слоях методом МСВИ .

Глава 2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Ионное легирование . ЗУ

2.1.1. Установка для ионной имплантации . . . .

2.1.2. Приготовление образцов

2.2. Исследование микрооднородности распределения имплантированной примеси по поверхности образца

2.3. Измерение распределения имплантированной примеси по глубине методом МСВИ .

2.3.1. Методика измерения и расчета распределения содержания имплантированной примеси
2.3.2. Исследование погрешности определения глубины кратера ионного травления . . . оЪ
2.3.3. Построение градуировочной характеристики по одному ионнолегированному образцу
. сравнения .
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
МЕТОДА МСВИ ПРИ АНАЛИЗЕ ИОННОЛЕГИРОВАННЫХ ОС . .
3.1. Воспроизводимость аналитического сигнала . . .
3.1.1. Исследование статистики аналитического
сигнала МСВИУ
Стр,
3.1.2, Исследование зависимости воспроизводимости аналитического сигнала МСВИ от содержания определяемого элемента для однороднолегированных образцов
3,2.Исследование воспроизводимости результатов измерения распределения ионноимплантировашшй примеси ъь
3.3. Способ повышения воспроизводимости результатов определения азота, имплантированного в различные основы.9э
3.4. Нижние границы определяемых содержаний . . . .
3.5. Правильность
Глава 4. СОЗДАНИЕ СТАНДАРТНОГО ОБРАЗЦА ДЛЯ МАСС
СПЕКТРОМЕТРИИ ВТОРИЧНЫХ ИОНОВ
4.1. Специфика СО, приготовленных методом ионной имплантации .
4.2. Разработка отраслевого стандартного образца ОСО состава поверхностных слоев кремния на распределение содержания бора
4.2.1. Составление технического задания на разработку ОСО.
4.2.2. Исследования ОСО и его аттестация . . .
Глава 5. ПРИМЕНЕНИЕ ИОННОЛЕГИРОВАННЫХ ОБРАЗЦОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИМЕСЕЙ В СУБМИКРОННЫХ СЛОЯХ ТВЕРДЫХ ТЕЛ
5.1. Исследование влияния термообработки на состав поверхностных слоев кремния, легированных бором
и ВГг.4кЬ
5.2. Исследование распределения азота в поверхностных слоях ниобия.
Стр.
5.3. Исследование влияния термического отжига на перераспределение фосфора, имплантированного в кремний.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 4ЬЪ
ЛИТЕРАТУРА


Поскольку в литературе пока нет сообщений об аттестации стандартных образцов для микроанализа, будем называть эти образцы образцами сравнения ОС и рассмотрим особенности получения и применения различных типов ОС. Одним из наиболее распространенных и простых методов калибровки ионных микроанализаторов является метод построения градуировочных характеристик зависимостей интенсивности вторичной ионной эмиссии ВИЗ некоторых примесей от их содержания в полупроводниковых материалах. Используютнабор ОС, объемнолегированных определяемым элементом. Составы ОС соответствуют интересующему интервалу составов анализируемых образцов. Анализ проводят непосредственным сравнением измеренного аналитического сигнала от анализируемого образца с градуировочной характеристикой, по которой устанавливают истинное содержание. Для образцов, в которых растворенный элемент присутствует в достаточно низкой концентрации, например ат Д и находится только в одной фазе, градуировочные характеристики МСВИ обычно являются простыми линейными функциями. Авторы работы II для получения концентрационной зависимости
в области малых содержаний использовали образцы кремния, легированного бором в диапазоне 5. Содержание бора в образцах определяли, измеряя концентрацию носиг телей тока по Холлу и с помощью искровой массспектрометрии. Однородность распределения примеси контролировали однозондовым методом измерения удельного сопротивления. Зависимость отношения
ионных токов о и ос от содержания бора носила приблизительно линейный характер отклонение от линейности не превышало , в то время как экспериментальная погрешность измерений не превышала . В более поздней работе отмечается, что нелинейности градуировочных зависимостей МСВИ наблюдаются при более высоких концентрациях примесей ат или в многофазных образцах. Однако при наличии достаточного количества образцов сравнения для описания градуировочной характеристики даже при ее нелинейном характере относительные погрешности количественных определений могут достигать 5. Следующей группой ОС для методов локального анализа являются образцы стехиометрического состава бинарные и квазибинарные системы , и некоторые минералы . Из бинарных систем
это, прежде всего, ряд соединений 7 8 и 7 о с узкой областью гомогенности, вследствие чего их состав точно соответствует химической формуле например, , , , Те и некоторые другие. Такие соединения используют в качестве ОС при проведении количественного анализа методом РСМА. Авторы работыII использовали квазибинарные системы с неограниченной взаимной растворимостью ЙС для исследования характера и построения зависимостей соотношения интенсивностей вторичных ионных токов компонентов твердого раствора от изменения соотношения концентрации компонентов в твердом растворе. Анализ состава производили с помощью рентгеноструктурного, локального рентгеноспектрального и микрокатодолюминесцентного методов с погрешностью до 2. На рис. ОаД СоР , а на рис. Виден явно линейный характер концентрационной зависимости ВИЗ отклонение . В качестве ОС со строгой стехиометрией для калибровки массспектрометров вторичных ионов представляет интерес использование материалов с максимально возможным содержанием кислорода, равномерно распределенным по всему объему . Присутствие кислорода желательно потому, что интенсивность выхода вторичных ионов из поверхности хорошо окисленных материалов слабо зависит от присутствия кислорода в области анализа и, таким образом, повышается правильность анализа. Следует отметить, что методу построения градуировочных зависимостей по однороднолегированным ОС и образцам стехиометрического состава присуща довольно высокая точность определения,которая однако,может быть достигнута лишь ценой тщательного построения калибровочной кривой при помощи значительного количества образцов, надежно измеренных независимыми методами. При переходе к очень малым толщинам и содержаниям определяемого элемента проведение такого независимого анализа становится сложной задачей. Кроме того, ограничено число примесей, образующих однородные на микронном уровне твердые растворы с материалом основы и число соединений стехио
а
Р, атАяо ат
Рис.