二次离子质谱仪发展趋势

　　质谱仪在现代物理学中起着重要作用，被广泛用于生物和医学研究。二次离子质谱是离子质谱学的一个分支。二次离子质谱仪是用来检测材料的一种仪器。以下是二次离子质谱仪发展趋势。

　　二次离子质谱原理

　　Secondary-ion-mass spectroscope （SIMS），是利用质谱法分析初级离子入射靶面后，溅射产生的二次离子而获取材料表面信息的一种方法。二次离子质谱可以分析包括氢在内的全部元素，并能给出同位素的信息、分析化合物组分和分子结构。二次离子质谱具有很高的灵敏度，可达到ppm甚至ppb的量级，还可以进行微区成分成像和深度剖面分析。

　　二次离子质谱仪发展趋势

　　1、SIMS具有很高的元素检测灵敏度以及在表面和纵深两个方向上的高空间分辨本领，所以其应用范围也相当广泛。涉及化学、生物学和物理学等基础研究领域及微电子、催化、新材料开发等各个领域。

　　2、 二次离子质谱法对于大部分元素都有很高的探测灵敏度，其检测下限可达百亿分之几的数量级。对痕量组分能进行深度剖析，可在微观（μm级）上观察表面的特征，也可以对同位索进行分析和对低原子序数的元素（如氢、锂、铍等）进行分析。

　　3、二次离子质谱法有极高的分辨率，可以达到十亿分之几的数量级。因此，可以对痕量的物质做出定性分析以确定其在表面的存在。当然进行这种分析要求排除所有可能影响结果的干扰。防止表面吸附物污染被测试表面，测试要在高真空和高纯度的离子束条件下进行。

　　4、二次离子质谱仪具有定量分析。定量分析采用的是以标样为基础的分析方法。一次离子的种类、能量和电流密度、样品环境、探测器效率以及二次离子分析器的能带通道确定之后，就能使用元素的相对灵敏度系数对样品进行确切的分析。只要二次离子质谱仪的灵敏度足以探测到基体的所有主要成分，所得结果就是这种基体材料成分的原子百分比。

　　5、二次离子质谱仪具有深度分析。一般方法是监控样品中某元素的二次离子信号随溅射时间的变化。对于均匀基体材料，通过适当的标定试验（已知镀层厚度、陷口深度等）就能把时间转换为深度。元素的定量可以由二次离子强度的变化及二次离子强度定量分析方法得到。

　　二次离子质谱仪在过去十几年中已取得突破性进展。它的质量范围展宽近一个数量级，商业化仪器的质量上限已从几年前的100。达到现在的约10000。它广泛使用解吸电离方法，包括快原子轰击（FAB）、次级离子质谱仪（SIMS）和裂变碎片法等，这就允许检测离子化的非挥发性化合物。它成功地组合分离和分析技术，提供了全新的能力。它已用于生物和环境研究，来标征包括痕量成分在内的混合物组成、蛋白质结构测定、酶化学、光合作用和碳记年中。在化学分析领域之外，它已用于研究气相酸度、碱度和有机反应机制。

　　总而言之，二次离子质谱仪对于CVD沉积工艺的质量监控尤其是硼磷元素的分布和生长比率等方面有不可替代的作用。通过二次离子质谱仪结果的分析帮助CVD工程师进行生长条件的调节，确定最佳沉积工艺条件。可以对样品表面结构和杂质掺杂情况进行详细了解，帮助Photo工艺精确判定是否存在残留光刻胶，可以保证芯片的有源区的洁净生长，对器件的电性质量及可靠性起到至关重要的作用。以上就是二次离子质谱仪发展趋势分析。

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