Abstract
Hydrogen analysis by elastic recoil detection has been performed utilizing polyimide film as a reference sample of known hydrogen content assuming the soundness of ion beam current integration. However beam current integration at higher incidence angle is not reliable. Scattering yield per unit fluence by current integration which is normalized per unit path length decreases as the sample tilt angle is getting higher. Moreover because beam current integration at high tilt angle is incomplete, hydrogen evaluation is very risky by direct comparison of sequentially collected recoil spectra between reference and target sample. In this study, primary ion beam dose is determined by backscattering spectrum that is collected simultaneously with recoil spectrum instead of ion beam current integration in order to reduce uncertainty arising in the process of current integration and to enhance the reliability of quantitative analysis. Three test samples are selected $-7.6{\mu}m$ polyimide film, hydrogen implanted silicondioxide and Au deposited carbon wafer- and analyzed by two methods and compared.
탄성되튐검출(Elastic Recoil Detection)법에 의한 박막시료의 수소 정량은 빔전류 측정의 신뢰성을 전제로 유기물 필름을 정량 비교체로 사용하여 이루어진다. 그러나 탄성되튐검출법에서 일반적으로 사용되는 편향각(tilt angle)인 $75^{\circ}$에서는 시편에 조사되는 일차 이온빔의 조사량을 정확하게 측정하기 어렵다. 시편의 편향각을 바꿔가며 탄성산란 신호를 비교하면 편향각이 커질수록 단위 조사량 당 산란신호는 감소하며 또한 시편의 표면 물질에 따라 이온빔전류 적산의 효율이 달라진다. 이러한 빔전류 적산과정의 오류를 제거하여 정량의 신뢰성을 제고하는 방법으로 되튐스펙트럼과 동시에 측정한 산란스펙트럼을 이용하여 빔 조사량을 결정하였다. 산란스펙트럼에 의한 조사량 결정법은 수 10%에 이르는 전류적산과정의 오차요인을 근본적으로 제거하여 되튐반응에 의한 수소정량의 신뢰성을 향상시켰다. 수소정량의 비교체로 사용해 왔던 폴리이미드 필름과 수소이온주입 시료, 그리고 카본웨이퍼를 대상으로 시험분석하고 기존의 전류적산에 의한 직접정량법과 비교하였다.
