分析事例紹介:表面分析受託サービス

ホーム > 分析事例紹介【表面分析受託サービス】:SIMS分析による各種ガラス材料の不純物深さ方向分析

SIMS分析による各種ガラス材料の不純物深さ方向分析

二次イオン質量分析(以下SIMS分析)は、半導体材料、金属材料、絶縁材料など様々な材料中の微量不純物の測定に使用されています。ガラスなどの絶縁材料は測定中にチャージアップが発生するため、絶縁材料の分析は導電性のある材料に比べ非常に難しいです。EAG社はガラス材料の分析技術を開発し、特長のあるサービスをご提供しています。

アルカリ金属元素の分析の難しさ

SIMS分析は酸素やセシウムイオンを試料表面に照射してスパッタリングし、微量不純物の深さ方向分布を得る手法です。照射するイオンビームは電荷を持っているため、ガラスなどの絶縁材料を分析した際にチャージアップ(帯電)が発生します。

SIMS分析装置は測定中にチャージアップが発生すると正確な分析結果が得られません。そのため、SIMS分析では、通常電子線を試料表面に照射して、チャージアップの軽減(補正)を行います。

電子線照射によるチャージアップ補正が不十分であると、表面電荷により誘起された電界により、ナトリウム(Na)などの元素は試料内部に移動し(電界誘起拡散現象)、正確な深さ方向分布を得ることが出来ません。図1に絶縁材料(BPSG)中のNa深さ方向濃度分析の事例を示します。

■ 図1 絶縁材料(BPSG)中のNa深さ方向濃度分析の事例

赤色のプロファイル:チャージアップ補正が適切な測定条件
青色のプロファイル:チャージアップ補正が不十分な測定条件

図1 絶縁材料(BPSG)中のNa深さ方向濃度分析の事例

分析事例紹介1:化学強化ガラスの深さ方向分析

化学強化ガラスの性能は、ガラス表面のアルカリ金属元素の濃度と深さ方向の分布が大きく影響します。以下に分析事例を示します。

■ 図2 化学強化ガラスの深さ方向分析事例
図2 化学強化ガラスの深さ方向分析事例

分析事例紹介2:機能性ガラスの深さ方向分析

機能性ガラス表層は薄膜の多層構造になっています。機能性ガラスの表面薄膜の深さ方向分析は、一般的にXPS分析が用いられます。EAG社の試みでSIMS分析でも深さ方向分析が行えるようになりました。SIMS分析はXPS分析よりも検出感度が良いため、XPS分析では検出できなかった微量不純物の分布を把握することができます。

■ 図3 SIMS分析による機能性ガラスの深さ方向分析
図3 SIMS分析による機能性ガラスの深さ方向分析
Pagetop
お問い合わせ方法
Copyrights (C) Nano Science Corporation. All Rights Reserved.プライバシーポリシー