大気非暴露下での処理
サンプル本来の状態を評価することが可能
■特徴 ? 大気非暴露下でサンプルを扱うことで、反応性の高いサンプルについても変質・変化を最小限に抑えることが可能 ? 大気非暴露下での切断・剥離・測定面出し加工により、大気の二次汚染・酸化を抑えることが可能 ? 大気非暴露下で評価可能な手法： SIMS、TOF-SIMS、AES、XPS、SEM、TEM、STEM、Raman、XRD、FIB 等
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表面分析装置×一般財団法人材料科学技術振興財団 MST - メーカー・企業と製品の一覧
表面分析装置の製品一覧
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【分析事例】有機薄膜太陽電池電極界面の状態、有機膜の分散状態評価
雰囲気の影響を最小限に抑えた総合的な評価解析が可能です
有機デバイスは酸素や水に影響されやすい材料を使用したデバイスです。MSTでは雰囲気の影響を最小限に抑えたサンプル搬送・加工方法・測定環境を整え分析を行っており、より真に近い状態評価が可能です。XPS分析で有機膜と電極の界面の状態評価を評価しました。有機膜表面に存在するチタニアの組成、結合状態を確認できます。TOF-SIMS分析でバルク・へテロ構造有機薄膜太陽電池の有機膜中のP3HT (p型有機半導体)とPCBM (n型有機半導体)の分散状態を深さ方向で確認しました。
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【分析事例】IGZO膜の化学状態評価
XPS・UPSを用いた結合状態・電子状態評価
IGZO膜はディスプレイ用TFT材料として研究開発が進んでいる材料です。 複数の金属元素から構成されるため、プロセスによってどのように組成や結合状態、電子状態がどのように変化するかを把握しておくことが重要です。 XPS・UPSを用いてIGZO膜表面の組成・結合状態・電子状態を評価した事例をご紹介します。
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【分析事例】化学修飾XPSによる水酸基の定量
高分子フィルムの水酸基評価
高分子フィルムの接着性や濡れ性といった特性を制御するにあたって、表面に存在する極性官能基(アルコール基)を定量的に評価することは非常に重要です。XPSは定量的な評価に最適ですが、ピーク位置が隣接している酸化状態(C-O-C)と水酸化状態(C-OH)を切り分けて定量することが困難です。 MSTではポリビニルアルコール（PVA）について化学修飾法を用いてアルコール基のみを選択的に反応させた後に、XPSにて定量することが可能です。PVA中のアルコール基を無水トリフルオロ酢酸（TFAA）によって化学修飾して評価した事例を紹介します。 測定法：XPS・化学修飾 製品分野：電子部品・日用品 分析目的：組成評価・同定・化学結合状態評価 詳しくは資料をダウンロード、またはお問い合わせください。
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【分析事例】薄膜表面処理後の仕事関数評価
ITO表面プラズマ処理後のUPS分析
半導体デバイスでは、構成される各種材料の仕事関数の組み合わせにより、その性能が大きく左右されます。このため、表面処理や表面修飾等によって仕事関数を制御しようとする試みがなされており、それらの効果を検証することは重要です。 本資料では、有機ELや太陽電池等の電極材料として用いられるITO（SnドープIn2O3）について、表面プラズマ処理前後での仕事関数変化をUPS分析により評価した例をご紹介します。
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【分析事例】エッチングによる有機付着物除去
表面汚染を除去してXPSによる評価を行います
XPSは表面敏感な手法のため、大気等による有機付着物由来のCが主成分レベルで検出されます。こういった有機付着物由来のCの影響を減らすことは、膜本来の組成を評価する上で重要です。 通常、有機付着物の除去にはArイオンスパッタを用いますが、スパッタによるダメージにより膜本来の組成、結合状態が評価できない場合があります。Arイオンスパッタを使用せず、表面酸化層をウェットエッチングを用いて除去することで、有機付着物由来のCの影響を低減させた例をご紹介します。
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XPS・AESによる深さ方向分析の比較
XPS：X線光電子分光法 AES：オージェ電子分光法
XPSとAESは表面敏感な分析手法でありサンプル表面の評価に広く用いられますが、イオンエッチングを併用することで深さ方向の分析が可能となります。 深さ方向分析を行うにあたり、測定したい領域やサンプルの材質に応じてXPSとAESを適切に使い分けることが、目的に沿った分析を行う上で重要です。 XPSとAESの深さ方向分析の特徴について、SUS不動態膜の分析を例として比較します。
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【分析事例】燃料電池触媒PtRuの組成評価・形態観察
XPS・SEM・TEMを用いた多角的な評価
燃料電池の電極は、カーボン担体に触媒粒子が担持された構造をしています。担体や触媒粒子がどのような状態にあるか評価することは、劣化メカニズム解明や設計指針の検討に欠かせません。 触媒被毒（酸化）の状態評価には、XPS分析が有効です。また、触媒凝集や粒成長の評価にはSEM・TEM観察が有効です。 複数の分析手法を組み合わせることにより、多角的な評価をご提案します。
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【分析事例】SiC表面の結合状態・膜厚評価
詳細な状態評価と併せ、膜厚計算が可能
XPSでは試料表面の化学結合状態を評価することができ、波形解析により更に詳細な評価をすることが可能です。加えて、波形解析結果に仮定パラメータを用いることで、表面酸化膜等の膜厚を算出することも可能です。 本資料では、SiC表面の組成・状態評価を行うとともに、取得したピーク強度から酸化膜厚を算出した事例をご紹介します。
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【分析事例】TOF-SIMS Siウエハ保管による表面汚染評価
フッ酸処理で酸化膜を除去したSiウエハの汚染・酸化の評価
試料搬送時の汚染及び酸化の影響についての知見は、検出深さがnmオーダーの表面分析において重要です。そこで、保管方法の違いによる汚染･酸化の影響をSiウエハにおいて検討致しました。 薬包紙・アルミホイル保管では、一般的に見られる二次汚染による有機物のピークは弱い傾向が見られます。試料保管・搬送時にアルミホイルのつや無し面で包んで保管すると、他の保管方法に比べて汚染、酸化を抑制することができます。
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【分析事例】有機EL発光層の成分分析
雰囲気を保ったまま解体・前処理から装置導入まで可能
有機EL材料は空気に触れると変質することが知られています。窒素雰囲気中と大気中に放置した発光材料表面の状態についてTOF-SIMSから得られた結果を紹介します。窒素雰囲気で作製したサンプルでは親イオンが主として検出されますが、空気中に放置すると親イオンに酸素がついたフラグメントが検出されています。変質しやすい原料については大気にさらさず分析することが必要です。
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【分析事例】有機EL素子の劣化評価
雰囲気制御下での切削により加工による変質を抑制
有機ELを搭載した市販のデジタルオーディオプレーヤーについて、通電により輝度が劣化したものと非通電のものの比較を行いました。 その結果、TOF-SIMSのスペトルにはサンプル間で差は見られませんでした。
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【分析事例】表面酸化膜のある異物の状態評価
水酸化アルミニウムAl(OH)3と酸化アルミニウムAl2O3の評価が可能です
金属の異物を定性評価したい場合、最表面のみを分析すると異物表面に存在する酸化膜の情報となってしまうため、異物そのものの情報が得られないことがあります。 TOF-SIMSにより深さ方向に分析を行うことで、酸化膜より深い位置にある異物そのものの組成・状態評価が可能です。 本資料では、Al系の異物と思われる3箇所の状態を評価した事例をご紹介します。
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【分析事例】μm(ミクロン)オーダーのXPS深さ方向分析
数μmの深さまで深さ方向分析を行います
XPSは表面敏感な手法でありサンプル表面の評価に広く用いられますが、イオンエッチングを併用することで深さ方向の分析が可能です。 XPSでは深さ方向の組成分布に加えて結合状態の評価も可能なため、装置部材表面の変色の原因調査などに適しています。 本資料ではターボ分子ポンプの羽の変色部について、XPSで評価した事例を紹介します。
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【分析事例】はんだボール表面の酸化膜評価
球体形状試料の評価事例
AES分析ではSEM観察機能が付随していることから、試料表面の特定箇所を測定することが可能です。 またサブμｍの微小領域での測定が可能なため、基板等の平坦試料だけではなく、球体形状や湾曲形状の試料でも、曲率の影響を受けにくく、平坦試料と同様に特定箇所を狙って測定することができます。 以下は表面形状が異なる半田ボール表面の酸化膜厚を評価した事例です。
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