二次离子质谱法

二次离子质谱（SIMS）可检测极低浓度的掺杂和杂质含量。 该技术提供了从几埃（Å）到几十微米（μm）深度范围内的元素深度分布。 通常用O₂⁺ 或者 Cs+一次离子束溅射样品表面，收集溅射过程中形成的二次离子并使用质量分析器（四极杆，磁扇形，飞行时间）进行质谱分析。一束初级离子（通常是O）溅射/蚀刻样品表面₂⁺ 或者Cs⁺在溅射过程中形成的二次离子被提取并使用质谱仪（四极，磁扇区或飞行时间）进行分析。二次离子的浓度范围可以从基质水平到亚ppm级的痕量水平。

主要应用

• 掺杂和杂质深度剖析
• 薄膜（金属，电介质，SiGe，III-V和II-VI材料）的组分和杂质测量
• 浅注入和超薄膜（超低能注入和栅极氧化物）的超高深度分辨率深度剖析
• 体相浓度分析包括Si中的B，C，O和
• 离子注入机等工艺工具的高精度匹配

SIMS的优势

• 对掺杂和杂质分析具有ppm量级或更低的检测灵敏度
• 深度剖析具有出色的检测限和深度分辨率
• 小面积分析（≥5μm）
• 可检测所有元素和同位素，包括H
• 出色的动态范围（高达6数量级）
• 可用于化学计量比及组分分析

SIMS的局限性

• 破坏性的
• 没有化​​学键信息
• 样品必须是适合放入真空的固体