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离子探针仪器的概念和应用

浏览次数:3050发布日期:2009-12-16

      离子探针是指对金属及非金属材料表面不同深度的元素成份分析,可做全元素分析。应用于半导体材料、冶金建材等部门。离子探针仪器的种类分析:就成像技术而言,可分为扫描型离子微探针(scanning ion microprobes) 和摄像型离子探针。前者的一次离子束斑直径较小,(φ≤1μm),并在样品上扫描,类似于扫描电镜(SEM)和扫描俄歇微探针(SAM),也叫离子微探针。后者是一次离子束斑较大(φ~300μm),并静止不动,而二次离子光学(secondary ion optics)扫描成像,也叫离子显微镜(ion microscope),空间分辨率~0.2μm。在离子探针迅速发展中,要说明或列出所有不同的仪器是不可能的。概括地说,大致可以分为以下几类:

1.非成像离子探针

2.离子显微镜

3.扫描离子微探针

4.图像解剖离子探针(image dissecting ionprobes)

像离子探针适用于许多不同类型的样品。下面给出一些代表性例子。

1、金属样品

    这是理想的样品,不会荷电。首先可用SEM 直接找出感兴趣的分析区。使用剖面样品和使用扫描离子探针,沿剖面线扫描的方法是一种有用的技术,可作为动态SIMS 的补充。可用于金属氧化物成长、腐蚀、焊接、应力失效断裂和晶粒间界偏析等方面的研究。

2、半导体器件

    检测掺杂分布剖面和层形结构。随着超大规模集成电路的发展,扫描离子探针分析越来越重要。

3、非导体样品

    高聚物和玻璃产品是典型绝缘样品。为子解决荷电问题,火焰光度计已开发出了微聚焦扫描原子束,可以对绝缘样品产生高质量的离子像。但当横向分辨率需优于5μm时,上述源就不能满足要求了。此时仍需用聚焦微离子束。这方面己成功地得到了家蝇复眼的离子像。应用的另一个领域是复合材料,尤其是研究这类材料破裂界面的情况。

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