二次離子質譜儀發展趨勢

　　質譜儀在現代物理學中起著重要作用，被廣泛用於生物和醫學研究。二次離子質譜是離子質譜學的一個分支。二次離子質譜儀是用來檢測材料的一種儀器。以下是二次離子質譜儀發展趨勢。

　　二次離子質譜原理

　　Secondary-ion-mass spectroscope （SIMS），是利用質譜法分析初級離子入射靶面後，濺射產生的二次離子而獲取材料表面信息的一種方法。二次離子質譜可以分析包括氫在內的全部元素，並能給出同位素的信息、分析化合物組分和分子結構。二次離子質譜具有很高的靈敏度，可達到ppm甚至ppb的量級，還可以進行微區成分成像和深度剖面分析。

　　二次離子質譜儀發展趨勢

　　1、SIMS具有很高的元素檢測靈敏度以及在表面和縱深兩個方向上的高空間分辨本領，所以其應用範圍也相當廣泛。涉及化學、生物學和物理學等基礎研究領域及微電子、催化、新材料開發等各個領域。

　　2、 二次離子質譜法對於大部分元素都有很高的探測靈敏度，其檢測下限可達百億分之幾的數量級。對痕量組分能進行深度剖析，可在微觀（μm級）上觀察表面的特徵，也可以對同位索進行分析和對低原子序數的元素（如氫、鋰、鈹等）進行分析。

　　3、二次離子質譜法有極高的解析度，可以達到十億分之幾的數量級。因此，可以對痕量的物質做出定性分析以確定其在表面的存在。當然進行這種分析要求排除所有可能影響結果的干擾。防止表面吸附物污染被測試表面，測試要在高真空和高純度的離子束條件下進行。

　　4、二次離子質譜儀具有定量分析。定量分析採用的是以標樣為基礎的分析方法。一次離子的種類、能量和電流密度、樣品環境、探測器效率以及二次離子分析器的能帶通道確定之後，就能使用元素的相對靈敏度係數對樣品進行確切的分析。只要二次離子質譜儀的靈敏度足以探測到基體的所有主要成分，所得結果就是這種基體材料成分的原子百分比。

　　5、二次離子質譜儀具有深度分析。一般方法是監控樣品中某元素的二次離子信號隨濺射時間的變化。對於均勻基體材料，通過適當的標定試驗（已知鍍層厚度、陷口深度等）就能把時間轉換為深度。元素的定量可以由二次離子強度的變化及二次離子強度定量分析方法得到。

　　二次離子質譜儀在過去十幾年中已取得突破性進展。它的質量範圍展寬近一個數量級，商業化儀器的質量上限已從幾年前的100。達到現在的約10000。它廣泛使用解吸電離方法，包括快原子轟擊（FAB）、次級離子質譜儀（SIMS）和裂變碎片法等，這就允許檢測離子化的非揮發性化合物。它成功地組合分離和分析技術，提供了全新的能力。它已用於生物和環境研究，來標征包括痕量成分在內的混合物組成、蛋白質結構測定、酶化學、光合作用和碳記年中。在化學分析領域之外，它已用於研究氣相酸度、鹼度和有機反應機制。

　　總而言之，二次離子質譜儀對於CVD沉積工藝的質量監控尤其是硼磷元素的分布和生長比率等方面有不可替代的作用。通過二次離子質譜儀結果的分析幫助CVD工程師進行生長條件的調節，確定最佳沉積工藝條件。可以對樣品表面結構和雜質摻雜情況進行詳細了解，幫助Photo工藝精確判定是否存在殘留光刻膠，可以保證晶片的有源區的潔淨生長，對器件的電性質量及可靠性起到至關重要的作用。以上就是二次離子質譜儀發展趨勢分析。

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