二次离子质谱技术在半导体材料中的检测原理及案例应用

二次离子质谱是表面分析中应用最广泛的技术之一。Sims可以获得材料表面单原子层的元素信息，具有很高的元素检出限（高达ppm甚至ppb）。在高真空条件下，具有一定能量几百至几万EV的初级离子束轰击待分析材料表面，导致材料表面原子、原子团簇或分子的二次发射，即离子溅射。然后，用质谱仪检测溅射的带正负电荷的二次离子的质量电荷比，从而获得样品表面的元素组成。

从理论上讲，Sims还可以检测包括氢及其同位素在内的所有元素的低浓度半定量分析。二次离子质谱还可用于分析有机化合物的分子结构，因为飞溅的二次离子含有原子团、官能团或分子。目前，Sims技术已广泛应用于半导体微电子、化学、生物、材料、矿产、医药等领域，特别是在半导体工业中。

SIMS的主要工作模式分为静态SSIMS和动态DSIMS。静态SSIMS模式为了获得材料表面单层原子的元素信息以较低的离子束能量和束流密度连续稳定地轰击材料表面，在静态模式中，TOF探测器是目前表面分析技术中分辨率和灵敏度最高的组合，它的分辨率可达104，深度分辨率达1nm，微区分辨率可达100nm2，二次离子浓度灵敏度可达ppm级。动态DSIMS相比静态SIMS模式它的离子束能量和密度比大得多，所以它的破坏性也更大。DSIMS模式意味着离子束溅射和质谱同时交替进行，在一定溅射速率和溅射时间下，对样品不同深度的元素或基团组成进行了动态分析。

如今，SIMS因其极高的灵敏度和特殊性而主要被应用于半导体材料和元件的检测中，微源检测的德国ION-TOF先进TOF-SIMS仪器检测可以提供完善的二次离子质谱技术解决方案。下图即为一种半导体膜层结构材料的深度剖析曲线图和三维空间成像图。从图中可以直观的看到不同深度下元素的掺杂变化情况，也可以根据溅射时间和溅射速度推出不同膜层的大概厚度。

公司介绍：

微源检测，是集研发分析测试服务、药质量研究、基因毒杂质研究、元素杂质研究、结构确认、生物药分析服务等一体，面向全球的独立第三方生物医药研发测试服务公司。

由国内领xian的科学服务企业上海泰坦科技股份有限公司（简称：泰坦科技）参股成立，秉承“让检测精zhun又高xiao”的价值观：

l资质实验室CMA,CNAS，按照ISO-17025和GMP要求建立的实验室

l建设有1500 平米的高标准生物医药实验室

l专ye技术研发团队成员经验丰富，3天出具检测结果

l现有精密分析仪器100 台，均安装网络版审计追踪软件

l已服务100 生物制药企业

l现已成功完成2189个项目

l前期沟通、寄送样品、检测分析、出具报告全程一对一服务

微源检测定制的个性化方案，为客户提供了专业可靠，高效率、高质量、合规的检测分析服务。协助客户解决了检测,分析,测试等各类问题，缩短了工艺验证或方法建立所用的时间，降低研发风险，缩短研发周期，推进产品的市场化进程。