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最新飞行时间二次离子质谱仪(TOF-SIMS)上线啰!

2021/04/07

TOF-SIMS(Time-of-Flight SIMS)达到灵敏度与分辨率的完美平衡,带来卓越的成分分析能力。在空间分辨率与纵深分辨率上的优异表现,可广泛应用于先进制程的各种开发研究,是微区分析的一大利器。 


图一 飞行时间二次离子质谱仪(Time-of-Flight SIMS)

成份分析仪器有许多种,有些像ICP-MS或二次离子SIMS强调其侦测的灵敏度、有些如TEM下的EDS或EELS则以分辨率为其优点。

要知道没有一种成份分析仪器能够面面俱到,可以同时兼顾灵敏度与分辨率,甚且还要解析出是哪一种化合物或有机物的残留;在很多情形下,需要靠各个仪器接力合作,才能完成未知物成份的定性与定量分析(图二)。

 

现在情况不同了,各方引颈期盼,成份分析领域的好设备 - TOF-SIMS终于降临了,目前已经完成调试,正式开张营业啰!

 

图二 各类成份分析仪器在灵敏度与分辨率的分布图

 

 

TOF-SIMS真的有那么神奇吗?让我们看看它的特点吧!

 

从图二就可了解到,TOF-SIMS在灵敏度与分辨率上取得了一个皆可接受的平衡点。

 

首先在空间分辨率上可达50nm这么小的范围,千万别再和magnetic SIMS动则要求至少长度大于50um的大小相提并论了,再加上针对包括有机与无机材料的微量物质或污染的成分分析能力,使TOF-SIMS成为微区分析的利器,可广泛应用于先进制程材料的研究、先进制程的开发、先进封装的制程改善与生医方面的研究

 

  • 有机污染物分析(spectrum)

图三 TOF-SIMS具有微区有机污染的分析能力,藉由和数据库比对,可得知有机污染物的来源

 

 

在纵深分辨率方面,可达埃(A)的等级,不管在先进制程的低能量离子布植还是极薄的镀层或外延结构皆展现了其卓越的分析能力。

 

图四 超浅结面浓度纵深分析,在100nm的尺度范围内量测浓度的纵深分布

图五 距离表层仅8nm的SiON也无所遁形

 

 

以上在结合了空间分辨率与纵深分辨率的能力后,TOF-SIMS能够勾绘出3D成份分析的立体图,在解析物质的空间分布上提供了更直观的角度。

 

  • VSCEL 外延成份分布

图六 VCSEL外延成份分析,除了2D的纵深分析以外,还建构了3D立体图

 

 

至于灵敏度方面,其维持了ppm等级的侦测水平,补足XPS或FTIR上微量分析之不足,当然此检测极限也适用于一般的浓度纵深解析。

 

除了前述的特点以外,传统的分析能力当然也不能少,包括了全元素的分析、绝缘材料分析、成份成像图(FFT)等,满足了各领域对TOF-SIMS的需求。

 

图七 检测钠(Na)在SiO2的含量

图八 不同元素在平面上的分布

 

 

最后,在惊艳TOF-SIMS的能力之余,也别忘了闳康科技提供的快速服务,身为台湾第一家提供TOF-SIMS服务的分析检测实验室,未来亚太地区的客户不需再漫长的等待数据,可将闳康科技列为首选的成份分析厂商啰!

 

 

 

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