GB/T 29557-2013 表面化学分析 深度剖析 溅射深度测量
GB/T 29557-2013 Surface chemical analysis—Depth Profiling—Measurment of sputtered depth
基本信息
本标准适用于结合离子轰击剥离部分固体样品的表面化学分析技术,通常溅射深度可达几微米。
发布历史
-
2013年07月
研制信息
- 起草单位:
- 中山大学、浙江大学、中国科学院大连化学物理研究所
- 起草人:
- 陈建、张训生、谢方艳、龚力、张卫红、盛世善
- 出版信息:
- 页数:15页 | 字数:26 千字 | 开本: 大16开
内容描述
陈建研究员
中山大学测试中心
本标准规定了溅射深度剖析中测量溅射深度的准则。
本标准适用于结合离子轰击剥离部分固体样品的表
面化学分析技术,通常溅射深度可达几微米。
增强用不同仪器得到深度剖析数据的可比性,提高
深度剖析的可靠性并促进其在工业中的应用。
溅射剖析剥离一定量的物质,溅射后的样品表面与
样品原始表面之间的距离z(m)(与表面垂直)
m
z
A⋅ρ
式中:
m剥离的样品量(kg);
2
A溅射面积(m);
3
ρ样品密度(kg/m)
原始表面与产生被测信号的弧坑底部区域的平均距
离(垂直于表面)
若入射离子注入与残留在垂直于表面方向引起样品的膨胀(“隆起”)
可以忽略,
则弧坑深度等于溅射深度。
如果在分析室外通过测量弧坑深度来测定溅射深度,表面反应(如氧
化)会增加弧坑底部隆起,
测量的弧坑深度小于溅射深度
溅射剖析后弧坑深度的测量
总溅射时间对应于弧坑深度,平均溅射速率由弧坑深度除以溅射时间得到。
弧坑深度通常用机械针式轮廓仪或光学干涉仪测得。
与具有深度标识界面溅射剖析样品的比较
一个界面或几个界面的已知深度,可以用于通过比较溅射剖析中信号下降到平
台值的50%时,溅射时间标尺的位置,来确定溅射深度。
独立测量层状结构界面深度的方法
磨角法、弧坑边缘分析、截面透射电子显微术或扫描电子显微术、卢瑟福背散
射谱、电子探针显微分析和能量色散谱分析、X射线荧光光谱等。
适于测量原始表面或坑底
深度由弧坑中心A区域和其
粗糙度远小于弧坑深度的
情况相向的两侧参考面B和C区域
的平均高度差来测定
最小深度可达10nm,最
大达100μm
弧坑深度约为0.5μm,三
优点:快速,无需样品制对竖直的光标线标示了平均
备,能得到弧坑底的尺寸、计算深度的区域
形状及平整度
缺点:当隆起或氧化不可
忽略时,将弧坑深度转化
成溅射深度需要修正
硅表面0.5μm深弧坑的针式轮廓仪轨迹线实例
弧坑深度计算方法:
取两相邻条纹各自的中心线(A和B),测量二
使用配备干涉附件的金相显微者之间的间距,其中一条直线(A)须穿过弧坑
镜画第三条直线(C),该直线是弧坑中央干涉条
纹的中心线
只适用于光滑平坦样品,金属数出被直线(A)相交并通过弧坑的条纹数,并
估算条纹间距与该直线(A)和弧坑中心线(C)
样品不适用间距的比值。
图中,该分数等于直线B和C的间距与A和B的间
适用于深度为0.2μm至5μm距的比值。
用照射光的半波长乘以此结果(条数+分数)得
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