二次离子质谱（SIMS）可检测极低浓度的掺杂剂和杂质。该技术可在从几埃（Å）到数十微米（μm）的宽深度范围内提供元素深度剖面。样品表面溅射/蚀刻有一束初级离子（通常 O2+或Cs），而溅射过程中形成的二次离子则使用质谱仪（四极杆，磁扇形或飞行时间）提取和分析。二次离子的浓度范围从基质水平到亚ppm痕量水平。

SIMS理想用途

• ◆ 掺杂剂和杂质深度分析

• ◆ 薄膜（金属、电介质、SiGe、III-V 和 II-VI 材料）的成分和杂质测量

• ◆ 浅层植入物和超薄膜的超高精度深度分辨率分析

• ◆ 批量分析，包括硅中的 B、C、O 和 N

• ◆ 离子注入机或外延反应器等工艺工具的高精度匹配

SIMS优势强项

• ◆ 对掺杂剂和杂质具有出色的检测效果，检测灵敏度为 ppm 或更低

• ◆ 具有出色检测限和深度分辨率的深度剖面图

• ◆ 小面积分析 （1-10 μm）

• ◆ 检测所有元素和同位素，包括 H

• ◆ 出色的动态范围（高达 6 个数量级）

• ◆ 化学计量/组成在某些应用中可能

SIMS缺点限制

• ◆ 破坏性

• ◆ 无化学键信息

• ◆ 样品必须是固体和真空兼容的

SIMS技术规格

• 检测到的信号：二次离子

• 检测到的元素：H-U，包括同位素

• 检测限：>1E10至1E16原子/cm3

• 深度分辨率： >5 Å

• 成像/映射：是的

• 横向分辨率/探头尺寸：≥10 μm（深度剖面）;1 μm（成像模式）

SIMS的检测范围

• ◆ 钻石及相关材料

• ◆ 砷化镓

• ◆ 氮化镓

• ◆ 氧化镓

• ◆ 碲化镉

• ◆ 磷化铟

• ◆ 硅和二氧化硅

• ◆ 碳化硅

• ◆ 氧化锌

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