Principe du sims

L'analyse SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometer, ou Spectrométrie de masse à ionisation secondaire) est un procédé de contrôle surtout utilisé lors de la fabrication de semi-conducteurs. C'est une technique d'analyse destructrice. On utilise un étalon pour la quantification.
Le bâti, IMS, fonctionne sous ultra-vide.


sonde ionique vue de dessus

De quoi à t-on besoin pour faire une analyse SIMS ?
Il faut un échantillon (découpé par exemple dans un wafer) qui sera sacrifier .
Une liste des éléments à analyser ou à rechercher (dopants ,impuretés) , Une indication sur la profondeur facilite l'analyse et la recherche de conditions optimales ( réglages courants,...).

L'échantillon est d'abord découpé s'il est trop grand pour être placé dans le porte échantillons avec les éléments de réglage (grille, étalons).

un porte echantillons 9 trous

Le porte échantillons est ensuite placé dans la chambre.

Selon le type d'analyse voulu on laissera pompé plus ou moins longtemps avant d'analyser.

Il s'en suit une longue période au cours de laquelle on va faire le réglage de la colonne secondaire, et de la colonne primaire.
On recherche d'abord de bonnes conditions d'analyse : courant stable, bonne optique (on visualise généralement une grille ou un relief) .

On commence l'analyse. Le cratère est creusé à une vitesse qui dépends du matériaux, du courant, de l'énergie d'impact du faisceau sur l'échantillon... une analyse peut ainsi prendre de 20 mn à 3 ou 4 heures !
Les ions extraits sont accélérés dans la colonne secondaire (optique ).
On les retrouve soit sur le channel plate (visualisation électronique du cratère creusé ) ou vers le multiplieur d'électrons (ou cage de faraday selon l'intensité du faisceau dans la colonne secondaire).

Pour des exemples de profils sims vous pouvez vous rendre sur le site de Probion Analysis


principe sous forme d'animation

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