Abstract
Distortion of Secondary Ion Mass Spectrometry(SIMS) depth profile, which is usually observed when the analysis is made using oxygen flooding on the surface of Si with oxide on it, has been corrected. The origin of distortion has been attributed to depth calibration error due to sputter rate difference and concentration calibration error due to relative sensitivity factor(RSF) difference between $SiO_2$ and Si layers, In order to correct depth calibration error, artifact in analysis of sodium ion on oxide was used to define the interface in SIMS depth profile and oxide thickness was measured with SEM and XPS. The differences of sputter rate and RSF between two layers have been attributed to volume swelling of Si substrate occurred by oxygen flooding induced oxidation. The corrected SIMS depth profiles showed almost the same results with those obtained without oxygen flooding.
Oxygen flooding을 이용한 Secondary ion Mass Spectrometry(SIMS) 분석에 있어서 표면에 산화막이 있을 때 발생하는 SIMS depth profile의 왜곡현상에 대한 원인을 분석하고 이를 보정하였다. 이러한 왜곡현상은 표면 산화막에서와 Si 매질에서의 sputter rate이 다른 데서 발생하는 깊이 보정 오류와 상대감도인자(relative sensitivity factor, RSF)가 다른 데서 발생하는 농도보정 오류로부터 발생됨이 밝혀졌다. 깊이보정 오류를 바로잡기 위하여 $N^a+$ 이온을 산화막과 Si 매질의 계면에 대한 marker로 사용하였으며 산화막 두께는 SEM 및 XPS로 측정하였다. 산화막과 Si 매질에서의 sputter rate 및 RSF의 차이는 주로 oxygen flooding이 유발한 산화막 형성시의 부피팽창에 의한 것으로 해석되었으며 이를 보정한 depth profile은 oxygen flooding없이 분석한 경우와 거의 동일한 결과를 보여주었다.