В качестве первичного пучка используются потоки ионов, электронов или фотонов, а регистрируются масса, энергия, угловое распределение частиц вторичного пучка.

Физико-химический анализ полупроводниковых микро- и наноструктур предполагает определение состава атомов в материале и их распределения в пространстве. В производстве кремниевых СБИС и устройств СВЧ-электроники на основе гетеропереходных наноструктур необходимость такого анализа связана с определением профиля легирования вводимых примесей (B, P, As, Sb), контролем за содержанием кислорода, углерода, следов резиста, металлических примесей, исследованием межфазных границ и стехиометрии в очень тонких нанопленках (порядка нескольких атомных монослоев). Спектр химических элементов, присутствие которых необходимо контролировать, весьма широк.

Физико-химический анализ поверхности методами ионной и электронной спектроскопии основан на изучении взаимодействия поверхностных атомов с первичным пучком частиц посредством исследования вторичного пучка частиц, излучаемых или отражаемых поверхностью и приповерхностным слоем. В качестве первичного пучка используются потоки ионов, электронов или фотонов, а регистрируются масса, энергия, угловое распределение частиц вторичного пучка.

Каждому методу присущи характерные признаки, определяющие его выбор для конкретного применения. В общем случае нас интересует структура поверхности, ее химический состав и иногда химическое состояние. Обычно бывает необходима хотя бы частичная информация одновременно по всем трем характеристикам. Поэтому в большинстве случаев применяются несколько экспериментальных методов. Например, использование дифракции медленных электронов и электронной Оже-спектроскопии обеспечивает определение структуры в приповерхностном слое и химического состава и, в частности, чистоты поверхности. Оба метода реализуются на одном и том же оборудовании.

Наиболее широко используются методы масс-спектроскопии вторичных ионов, электронной Оже-спектроскопии, рентгеновской и ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии, розерфордовского обратного рассеяния и рентгеновского микроанализа.

Используемые русские аббревиатуры.

Методы анализа:

— дифракция медленных электронов – ДМЭ;

— Оже-спектроскопия

§ электронная – ЭОС;

§ рентгеновская — РОС;

§ ионная — ИОС;

— масс-спектроскопия вторичных ионов – МСВИ (ВИМС);

— рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия – РФЭС;

— ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия – УФЭС;

— Резерфордовское обратное рассеяние – РОР;

— рентгеновский микроанализ – РМА;

— электронная спектроскопия для химического анализа — ЭСХА.

Энергоанализаторы:

полусферический анализатор – ПСА;

анализатор типа цилиндрического зеркала – АЦЗ.