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俄歇电子能谱仪(AES)分析方法介绍

2014-12-08  浏览量:581

1.俄歇电子能谱仪(AES)

俄歇电子能谱仪(Auger Electron Spectroscopy,AES),作为一种最广泛使用的表面分析方法而显露头角,通过检测俄歇电子信号进行分析样品表面,是一种极表面(0-3nm)分析设备。这种方法的优点是:在靠近表面5-20埃范围内化学分析的灵敏度高,很高的空间分辨率,最小可达到6nm;能探测周期表上He以后的所有元素及元素分布;通过成分变化测量超薄膜厚。它可以用于许多领域,如半导体技术、冶金、催化、矿物加工和晶体生长等方面。

 

俄歇电子能谱分析
 
2.俄歇电子能谱仪(AES)工作原理
(1)原子内某一内层电子被激发电离从而形成空位,
(2)一个较高能级的电子跃迁到该空位上,
(3)再接着另一个电子被激发发射,形成无辐射跃迁过程,这一过程被称为Auger效应,
被发射的电子称为Auger电子。
(4)俄歇电子能谱仪通过分析Auger电子的能量和数量,信号转化为元素种类和元素含量。
俄歇电子能谱分析
3.俄歇电子能谱仪(AES)可获取的参数
(1)定性分析:定性除H和He以外的所有元素及化合态。
(2)元素分布:元素表面分布和深度分布,能获极小区域(表面最小6nm,深度最小0.5nm)的元素分布图。
(3)半定量分析:定量除H和He以外的所有元素,浓度极限为10-3。
(4)超薄膜厚:通过成分变化能测量最薄0.5nm薄膜的膜厚。
 
4.案例分析
案例背景:样品为客户端送检LED碎片,客户端反映LED碎片上Pad表面存在污染物,要求分析污染物的类型。
   失效样品确认:将LED碎片放在金相显微镜下观察,寻找被污染的Pad,通过观察,发现Pad表面较多小黑点,黑点直径3μm左右,考虑分析区域大小后选择分析区域最小的AES进行分析,能准确分析污染物位置。
俄歇电子能谱分析
 
  俄歇电子能谱仪( AES)分析:对被污染的Pad表面进行分析,结果如下图,位置1为污染位置,位置2为未污染位置。
俄歇电子能谱分析
 
结论:通过未污染位置和污染位置对比分析可知,发现污染位置主要为含K(20.6%)和S(13.6%)类物质,在未污染位置S含量为3.7%未发现K元素,推断污染位置存在K离子污染,并与S共同作用形成黑色污染物。
 
6.分析方法参考标准
     GB/T 26533-2011俄歇电子能谱分析方法通则
 
作者简介:
MTT(美信检测)是一家从事材料及零部件品质检验、鉴定、认证及失效分析服务的第三方实验室,网址:www.mttlab.com,联系电话:400-850-4050。
 
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