Research of Matrix Effect Reduction of $CsX^+$ SNMS

$CsX^+$ SNMS의 Matrix Effect 감소연구

SIMS is an indispensable surface analysis instrument in trace element depth profiling because of high detection sensitivity and excellent depth resolution, however, it requires a standard sample to do quantitative analysis due to matrix effect depending on the species of impurities and sample matricies and on the sputtering rates. Among the SNMS technology developed to supply the deficiency, we researched into CsX+ SNMS which improved the result quantitatively without any extra epuipments. So basic SNMS functions were confirmed through matrix element composition rate analysis using Siq layer etc., and adaptability to trace element concentration alaysis was tried. For that purpose we compared SIMS depth profile data for Boron which presented strong matrix effect on account of Fluorin existence after BF2 ion implantation on silicon substrate with SNMS data. Also detection limit and dynamic range were investigated. After these experements we concluded that CsX+ SNMS reduced matrix effect and we could apply it to profile impurity elements.

SIMS는 뛰어난 원소검출감도와 깊이 분해능을 가지고 있어서 깊이에 따른 미량불 순물 분석에 필수적인 장비이지만, 시료와 불순물의 변화에 따라 이온화율과 깍이는 속도가 달라서 일어나는 matrix effect 때문에 표준 시료없이 정량분석을 할 수 없는 문제점이 있 다. 이런 SIMS의 단점을 보완하기 위한 방법으로 개발된 여러 가지 SNMS 기술 중 SIMS에 아무런 기계장치를 덧붙이지 않고도 정량화 개선효과를 가져오는 CsX+ SNMS에 대한 연구 를 진행하여, 지금까지 밝혀진 실리콘 산화막 등에서의 주성분원소 조성비분석을 통해 SNMS 기능을 확인하고 SIMS의 주 분석대상인 분순물 농도분석에의 적용가능성을 실험해 보았다. 이를 위해 실리콘에 BF2 이온 주입 후 붕소분포 분석시 강한 matrix effect를 나타 내는 불소의 효과를 SNMS와 SIMS로 비교하였으며, 검출한계와 dynamic range도 조사하였 다. 실험결과 CsX+ SNMS 기술은 matrix effect 때문에 실제분포와 다른 값으로 검출되는 불순물 시료분석에 적용할 수 있음을 알았다.