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CsX+(X=Al, Ga, As) 분자이온을 이용한 SIMS의 정량분석
김차연(C. Y. Kim),김선미(S. M. Kim),김성태(S. T. Kim),지종열(J. Y. Ji) 한국진공학회(ASCT) 1992 Applied Science and Convergence Technology Vol.1 No.1
표면분석 장비로서 SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry)는 ppb(Part per billion) 단위의 높은 감도를 가지고 있어 시료 표면에 존재하는 극미량 불순물의 정성분석과 심도분석 기능으로 널리 쓰이고 있다. 한편, 심각한 매질효과로 인하여 정량분석에는 취약하며 이를 극복하기 위해서 많은 노력이 시도되고 있다. 이 노력의 일환으로 본 실험은 Cs^+, O^+ 두 초기 이온을 이용하여 Al_xGa_(1-x) As 시료내에 matrix-level의 고농도로 존재하는 Al, Ga 원자에 대한 정량분석을 시도하여 그 조성비를 결정하고자 하였다. 이를 위해 각 이온의 peak 세기를 조사한 후, 매질 효과에 기인한 보정인자를 고려하여 조성에 따른 이차이온 peak 세기의 변화가 선형적인 검량선을 구하였다. 이에 기준하여 평균 상대오차 10%, 표준편차 2%범위내에서 SIMS 정량값의 정확도를 확보할 수 있었다. Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) is widely known as highly sensitive a surface analysis technique. Efforts for quantification have been hindered, however, by the presence of matrix effects. Here we describe a new technique for the quantitative analysis of Al_xGa_(1-x)As. Instead of Al^+, Ga^+, As^+ ions, CsX^+ ions (X=Al, Ga, As) have been detected. Intensity of these molecular ions appears to be much less affected by matrix effects. We have successfully accomplished the compositional analysis with standard deviation better than 2 percent.
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표면 조성분석의 정량화를 위한 Pt - Co 합금박막 표준시료의 개발 및 공동분석
김경중(K. J. Kim),문대원(D. W. Moon),한명섭(M. S. Han),강희재(H. J. Kang),김준곤(J. K. Kim),한승희(S. H. Han),이중환(J. H. Lee),윤선진(S. J. Yun),신광수(K. S. Shin),김차연(C. Y. Kim),김태형(T. H. Kim),이동석(D. S. Lee),김영남(Y. N. Kim),최홍 한국진공학회(ASCT) 1998 Applied Science and Convergence Technology Vol.7 No.3
Si 기판 위에 3종의 Pt-Co 합금박막 (Pt66-Co34, Pt40-Co60, Pt18-Co82)과 순수한 Pt, Co 박막 시료를 제작하여 표면 조성분석의 정량화 및 표준화를 위한 표준시료로 제안하였다. in-situ X-ray photoelectron spectroscopy(XPS) 분석에 의해 증착된 이원 합금박막의 조성이 정확히 조절되었으며, 합금박막의 실제 조성은 유도결합플라즈마-원자방출분광법 (inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopy: ICP-AES)과 러더퍼드 후방산란분광법 (Rutherford back-scattering spectrometry: RBS)에 의해 결정되었다. in-situ XPS 결과와 ICP에 의한 조성을 비교한 결과 매질 효과를 고려하면 비교적 정확한 조성을 구할 수 있음이 확인되었다. 이 시료를 이용한 XPS와 Auger electron spectroscopy(AES)에 의한 국내 공동분석 결과는 약 4% 내외의 큰 편차를 보이고 있지만, 평균 조성 값은 약 1%의 오차 범위 내에서 두 방법에 의한 결과가 서로 잘 일치하였다. 이온빔 스퍼터링에 의해 Pt 조성이 증가된 표면층이 형성되어 정확한 조성분석을 위해서는 선택스퍼터링에 의한 표면 변형을 정량적으로 이해하여야 함을 알았다. Pure Pt, Co and their alloy thin films with three different compositions (Pt66-Co34, Pt40-Co60 and Pt18-Co82) were deposited on Si(100) wafers and proposed as a set of certified reference materials (CRM) for the quantification and standardization of surface compositional analysis. The compositions of the binary alloy thin films were controlled by in-situ XPS analyses and the certified compositions of the films have been determined by ICP-AES and RBS analyses after thin film growth. Through comparison of the compositions determined by in-situ XPS with those by ICP, relatively accurate compositions could be obtained with a matrix effect correction. Standard deviations of XPS and AES round robin tests with the Pt-Co alloy thin films were large up to about 4%. On the other hand, the average compositions of the Pt-Co alloy thin films by two methods were in a good agreement within 1 %. The formation of a Pt rich surface layer by ion beam sputtering indicates that the surface modification by preferential sputtering must be understood for a better compositional analysis.
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