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二次イオンを検出し、各質量における検出量を測定することで、試料中に含まれる成分の定性・定量を行う手法です
イオンを試料表面に入射させると、試料表面からは電子・中性粒子・イオンなど様々な粒子が放出されます。SIMSは、これらの粒子のうちイオンを検出し、各質量における検出量を測定することで、試料中に含まれる成分の定性・定量を行う手法です。 ・高感度（ppb～ppm） ・HからUまでの全元素の分析が可能 ・検出濃度範囲が広い（主成分元素から極微量不純物まで） ・標準試料を用いて定量分析が可能 ・深さ方向分析が可能 ・数～数十nmの深さ方向分解能での評価が可能 ・数μm角までの微小領域の測定が可能 ・同位体分析が可能 ・破壊分析
2点の問題を解決するために濃度既知の試料を3点以上分析。
歪 Si デバイスに用いられる組成比勾配を持つ Si(1-x)Gex膜の深さ方向に 対するGeの濃度分布を正確に定量するのに SIMS(2 次イオン質量分析法)が 用いられます。 SIMS で Si(1-x)Gex 膜を分析する際に 2 点解決しなければならない問題があり、 1点目はSi に対する Ge の2次イオン強度が組成比の変化に伴い大きく変化 するので、組成比毎の相対感度因子を決定する必要があります。 もう一点は、Si と Ge の組成比が変化する事により分析点毎のスパッタリング レートが変化するので、組成比とスパッタリングレートとの関係を求める 必要があります。 この2点の問題を解決するために濃度既知の試料を3点以上分析し、RSF と スパッタリングレートが決定しました。 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
化合物半導体の主成分元素の組成を深さ方向に評価可能
一般的にSIMSでは含有量が％を超える主成分レベルの元素の定量性は低いとされていますが、一次イオンにCs+を用いたMCs+(M:着目元素）検出モードを用いることで、主成分元素の深さ方向の組成分布を求めることが可能です。 AlGaAs中のAl、Gaについて、深さ方向の組成評価を行った例を示します。
ガラス、金属、セラミックス、Si、化合物半導体、浅いインプラントなどの分析に好適！
『ダイナミックSIMS』は、試料中に含まれる微量の全元素(H〜U)を ppmからppbの高感度で検出することができる二次イオン質量分析法です。 定性分析及び深さ方向分析ができ、加えて標準試料による高精度な定量分析が 可能。(当社の協力会社での分析実施) 最小ビーム径は約30um、材質によってさらにビーム径を落とすことが できます。 【特長】 ■試料の自動ロード/アンロード、高スループット(24試料/ロード) ■比類のないデプスプロファイリング能力と高いデプス分解能、 広ダイナミックレンジ ■ガラス、金属、セラミックス、Si、化合物半導体、浅いインプラントなどの 分析に最適化 ■最高検出限界：ppmからppb (10^-6〜10^-9) ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
GaN系LEDの主成分元素の組成を深さ方向に評価可能
一般的にSIMSでは含有量が％を超える主成分レベルの元素の定量性は低いとされていますが、一次イオンにCs+を用いたMCs+(M:着目元素）検出モードを用いることで、主成分元素の深さ方向の組成分布を求めることが可能です。 GaN系LED構造におけるAl、Ga、Inについて、深さ方向の組成評価を行った例を示します。
質量分析計には、磁場型・四重極型・飛行時間型などの種類があり、分析の目的に応じて使い分けます！
二次イオン質量分析(SIMS)は、ppbレベルの極微量不純物元素を 同定・定量できる非常に高感度な分析手法です。 スパッタリングしながら測定するため、膜中の不純物の深さ方向分布を 得ることができます。 ご用命の際は、当社までお気軽にお問い合わせください。 【特長】 ■磁場型SIMS：高感度が要求される不純物の評価に用いる ■四重極型SIMS：深さ方向分解能が要求される評価や、絶縁膜を含む 多層膜の評価に用いる ■飛行時間型SIMS：極表面にある極微量物質の分子構造レベルの評価、 表面の有機物などの汚染状態や微小異物の評価に用いる ※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。
対象元素に応じて測定条件を選択
フレキシブル薄膜Si太陽電池において、a-Si(アモルファスシリコン)中のドーパントの濃度分布を定量的に評価した事例をご紹介します。樹脂で封止されたサンプルを解体し、SIMS分析を行いました。 Bの分析(図3)では表面側の浅い箇所に存在するため、深さ方向分解能を高めて測定を行いました。 Pの分析(図4)ではa-Si中に多量のHが存在して質量干渉を起こすため、高質量分解能法によりH+Siを分離してPのみを検出する条件で測定を行いました。
