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深さ分解能評価関数を用いた真の拡散分布の推定 二次イオン質量分析

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SIMSのスパッタ深さ分析では、測定時の原子混合効果や表面粗れのため、得られた結果は、真の分布よりも広がったものとなります。そこで、この広がりの影響を深さ分解能評価関数を用いて予め見積もり、SIMS分析で得られた結果から、真の拡散分布を推定することが重要です。ここでは、深さ分解能評価関数としてMRI法を用いて、シリコン酸化膜のSiの自己拡散分布の解析例を紹介します。
 

天然同位体組成SiO2/28SiO2(未処理)構造の30Siの深さ方向分布
熱処理前
左図は、天然同位体組成SiO2/28SiO2(未処理)構造の30Siの深さ方向分布です。
熱処理していないため、本来30Siの分布は青線のように急峻であるべきですが、SIMSの結果は赤線のように広がったものとなります。
この分布をMRI解析することにより、深さ分解能パラメータを決定します。

SIMSによる深さ方向プロファイル
熱処理後
右図の赤線は、同構造の熱処理をした30SiのSIMSによる深さ方向プロファイルです。
熱処理前(上図)の解析により決定した深さ分解能パラメータを用いて、SIMSプロファイルを解析することにより、真の拡散分布を推定しました(青線)。

語句の説明
※1 MRI mixing-roughness-information depth

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