LA-ICP-MS von Dünnschichtproben

Die Rutherford-Rückstreuspektrometrie (RBS) kann zur quantitativen Bestimmung der Zusammensetzung fester Proben sowohl an der Oberfläche als auch zur Tiefenprofilierung eingesetzt werden. RBS wird zur Analyse von schweren Elementen eingesetzt und kann mit ToF-ERDA kombiniert werden, wenn zusätzlich leichtere Elemente analysiert werden müssen. Elemente mit ähnlicher Masse können schwer voneinander zu unterscheiden sein.

Time-of-Flight Elastic Recoil Detection Analysis (ToF‑ERDA)-Messung zur Bestimmung der Elementkonzentrationen in Dünnschichten. Die ToF-ERDA ist in der Lage, alle Elemente zu identifizieren, einschließlich verschiedener Wasserstoffisotope. Sie liefert elementare Tiefenprofile, indem sie die Konzentration jedes Elements in unterschiedlichen Tiefen innerhalb einer Probe bestimmt. In der Regel erreicht die Methode Nachweisgrenzen im Bereich von 0,1 bis 0,5 Atomprozent und eine Tiefenauflösung zwischen 5 und 20 nm. Sie ist geeignet für die Analyse von Schichten mit Dicken zwischen 20 und 500 nm. Für präzise Messungen sollte die Probenoberfläche glatt sein und eine Rauheit von weniger als 10 nm aufweisen. Die Methode ist bei der Analyse von Dünnschichten auf typischen Substraten wie Silizium (Si), Galliumnitrid (GaN), Siliziumkarbid (SiC), Galliumarsenid (GaAs) oder Indiumphosphid (InP) von Natur aus quantitativ. Daher sind Referenzproben zur Gewinnung quantitativer Ergebnisse nicht erforderlich. Die Technik ist insbesondere bei der Analyse leichter Elemente aufgrund ihrer guten Nachweisgrenzen von großem Nutzen. Zusätzlich zu herkömmlichen ToF-ERDA-Messungen bieten wir auch LI-ERDA (auch als Foil-ERDA bezeichnet) zur präziseren Bestimmung von Wasserstoffisotopen an. Die Nachweisgrenzen mit LI-ERDA liegen typischerweise bei etwa 0,01 Atomprozent, und Tiefenauflösungen von ~1 nm können erreicht werden. Mit LI-ERDA können ausschließlich Wasserstoffisotope nachgewiesen werden. Wie die Ergebnisse berichtet werden, erfahren Sie in diesem Beispielbericht: ToF-ERDA-Messung.

Die Röntgenreflektometrie (XRR) wird zur Bestimmung der Dichte (g/cm3), der Schichtdicke (nm) und der Rauheit (nm) von Dünnschichten eingesetzt. Das Verfahren ist zur Charakterisierung ein- oder mehrschichtiger Dünnfilme geeignet, da es Informationen über die Dicke und Dichte der einzelnen Schichten des Probenmaterials sowie über die Rauigkeit der Grenzflächen liefert. Die höchste Genauigkeit bei XRR-Dickenmessungen wird im Allgemeinen bei Proben mit 1–150 nm dicken Oberflächenschichten und einer RMS-Rauheit von unter 5 nm erzielt. Dickere Schichten und Beschichtungen mit stärker aufgerauten Oberflächen können ebenfalls charakterisiert werden, jedoch nimmt die Genauigkeit der Dickenbestimmung mit zunehmender Schichtdicke und Rauheit der Schicht bzw. des Schichtstapels ab. >150-mm-Wafer werden in der Regel zugeschnitten, um in den Probenhalter zu passen. Bitte teilen Sie uns mit, wenn Sie Prüfungen für größere Wafer benötigen, die nicht in Stücke geschnitten werden können. Der verfügbare Temperaturbereich für XRR-Messungen liegt bei 25–1100 °C, und die Kristallinität kann in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Die Messungen können unter Normalatmosphäre, in inerter Gasatmosphäre oder im Vakuum durchgeführt werden. Messungen werden in der Regel mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: Rigaku SmartLab, Panalytical X'Pert Pro MRD, Bruker D8 Discover. Bitte teilen Sie uns mit, ob Sie eine Präferenz für ein bestimmtes Instrument haben.

Während dieser Analyse wird die Oberfläche einer glatten und harten Probe mit einem Rasterkraftmikroskop (AFM) abgebildet. Topografische Bilder werden in der Regel von drei Positionen um die Probe herum aufgenommen. Der Messbereich beträgt 5 × 5 Mikrometer, sofern nichts anderes vereinbart wurde. Messungen werden typischerweise mit folgendem Instrument durchgeführt: Bruker Dimension Icon.

Wir bieten verschiedene Prüfdienstleistungen für Reinstwasser an. Die Preise hängen von den ausgewählten Parametern und der Anzahl der Proben ab. Bitte kontaktieren Sie Measurlabs, um ein Angebot zu erhalten. Bitte beachten Sie, dass wir geeignete Versandbehälter entsprechend den beauftragten Analysen bereitstellen. Spurenelemente mittels ICP-MS Für die Bestimmung von elementaren Verunreinigungen bieten wir ein Basispaket mit 36 Elementen sowie ein erweitertes Paket mit 67 Elementen an. Das Basispaket umfasst die folgenden 36 Elemente: Li, Be, B, Na, Mg, Al, K, Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Sr, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, Sn, Sb, Ba, Ta, W, Pt, Au, Tl, Pb und Bi. Die erweiterte Analyse umfasst die folgenden Elemente zusätzlich zum Basispaket: Ce, Cs, Dy, Er, Eu, Gd, Hf, Ho, In, Ir, La, Lu, Hg, Nd, Os, Pd, Pr, Re, Rh, Rb, Ru, Sm, Sc, Se, Te, Tb, Th, Tm, U, Yb und Y. Die Bestimmungsgrenzen hängen vom jeweiligen Element und der spezifischen Probenmatrix ab, liegen jedoch typischerweise zwischen 0,001 ppb und 0,6 ppb. Für diese Analyse müssen die Proben in Teflonbehältern angeliefert werden. Härte Der Härtewert kann auf Grundlage der ICP-MS-Ergebnisse berechnet werden. Silizium und Siliziumdioxid (Si, SiO2) Unser Servicekatalog umfasst die Bestimmung von Gesamt‑, gelöstem und kolloidalem Siliziumdioxid (SiO2). Gesamtsilizium wird mit der ICP-OES-Technik analysiert, gelöstes Silizium mittels UV-VIS (Molybdän-Heteropolyblau-Methode). Kolloidales Siliziumdioxid wird als Differenz zwischen Gesamt- und gelöstem Siliziumdioxid berechnet. Gesamter organischer und anorganischer Kohlenstoff (TOC und TIC) Wir bieten TOC-Bestimmungen für Reinstwasserproben mit einer Quantifizierungsgrenze von 5 ppb an. Für diese Analyse müssen die Proben in zertifizierten 40-ml-TOC-Vials angeliefert werden. Die Bestimmung des gesamten anorganischen Kohlenstoffs (TIC) kann ebenfalls mit einem TOC-Analysator durchgeführt werden. Anionen mittels Ionenchromatographie (IC) Für Anionen bieten wir ein Basispaket sowie ein separates Paket für organische Anionen an. Das Basispaket umfasst die folgenden Anionen: Bromid (Br⁻), Chlorid (Cl⁻), Fluorid (F⁻), Nitrat (NO₃⁻), Nitrit (NO₂⁻), Phosphat (PO₄³⁻) und Sulfat (SO₄²⁻). Die Analyse organischer Anionen umfasst: Acetat, Formiat, Glykolat, Propionat und Butyrat. Die Bestimmungsgrenzen sind abhängig vom Anion und der Probenmatrix, liegen für einfache Anionen jedoch typischerweise zwischen 0,02 und 1 ppb und betragen für organische Anionen etwa 25 ppb. Für diese Analyse müssen die Proben in HDPE-Flaschen geliefert werden. Kationen mittels Ionenchromatographie (IC) Das Analysenpaket für Kationen umfasst die Bestimmung der folgenden Kationen: Ammonium (NH4+), Calcium (Ca2+), Lithium (Li+), Magnesium (Mg2+), Kalium (K+) und Natrium (Na+). Bestimmungsgrenzen liegen typischerweise zwischen 2 ppb und 5 ppb. Proben müssen in HDPE-Flaschen angeliefert werden. PFAS-Verbindungen (24 Verbindungen) Die Analyse umfasst PFOS, PFOA, PFNA, PFHxS und 20 weitere ausgewählte PFAS-Verbindungen. Die vollständige Liste der Verbindungen kann auf Anfrage bereitgestellt werden. Die Bestimmungsgrenze beträgt in der Regel 1 ng/L. Die Probe muss in einer kunststoffbasierten, PFAS-freien Flasche, vorzugsweise aus HDPE, angeliefert werden.

VPD-ICP-MS ermöglicht die Bestimmung von Verunreinigungen durch Spurenmetalle auf der Oberfläche von Wafern. Während der Analyse wird die gesamte Waferoberfläche gescannt, sofern nicht eine Randzone (2 mm, 5 mm usw.) ausgeschlossen werden soll. VPD-ICP-MS wird durchgeführt, indem mithilfe einer Säure die oberste Schicht des Wafers aufgelöst wird, bevor die Elementkonzentrationen mittels ICP-MS bestimmt werden. Bitte beachten Sie, dass leichtere Elemente wie H, C, N, O und F nicht analysiert werden können. Wir bieten verschiedene Analysenpakete für ein breites Spektrum an Elementen an: 58-Element-Analyse: Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Ga, Gd, Ge, Hf, Hg, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Nd, Ni, Pb, Pr, Rb, Sb, Sc, Se, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Te, Th, Ti, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb, Zn, Zr, Analyse von 41 Elementen: Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Cu, Ga, Ge, Fe, Hf, Ir, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, Pb, Re, Sb, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, Tl, U, W, V, Y, Zn, Zr, 30-Element-Analyse: Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Ga, Ge, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sb, Sn, Sr, Ti, W, V, Zn, Zr, Individuelles 30-Elemente-Paket: Sie wählen beliebige 30 Elemente aus unserer vollständigen Liste von 58 Elementen aus., Zusätzliche Edelmetalle: Fügen Sie die Analyse von Edelmetallen zu jedem Paket aus den unten aufgeführten Optionen hinzu: Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Ru, Ag, Au, Pt, Pd.. Zusätzliche Elemente sind auf Anfrage verfügbar, Die Nachweisgrenzen liegen im ppm–ppb-Bereich (106–1010 Atome/cm2), Weitere Details finden Sie in diesem Beispielbericht: VPD ICP-MS analysis.. Diese Messung ist in erster Linie für 100-, 150-, 200- und 300-mm-Siliziumwafer ohne Beschichtung vorgesehen, wir bieten jedoch auch ICP-MS-Analysen für andere Wafergrößen und Dünnschichten bis zu einigen µm Dicke an. Zu den am häufigsten verwendeten Instrumenten gehören unter anderem: Perkin-Elmer NexION 350S ICP-MS, Perkin-Elmer Sciex ELAN 6100 DRC II ICP-MS, Thermo Fisher iCAP TQe ICP-MS, Finnigan ELEMENT2 ICP-MS. Ein Express-Service (1–3 Werktage) kann auf Anfrage gegen Aufpreis vereinbart werden. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen und zur Anforderung eines Angebots.

XPS ist eine semi-quantitative Methode zur Bestimmung der elementaren Zusammensetzung von Materialoberflächen. Darüber hinaus kann sie auch den Bindungszustand der Atome ermitteln. XPS ist eine oberflächenempfindliche Methode. Die typische Probentiefe beträgt 3–9 nm, und die Nachweisgrenzen liegen ungefähr zwischen 0,1 und 1 Atom-%. XPS kann Elemente von Li bis U messen. Die Elementzusammensetzung wird in at.% angegeben und an einem Bereich von einigen hundert µm gemessen. Auf Anfrage können wir kleinere Flächen oder Tiefenprofile messen, und eine Bestimmung des Bindungszustands kann ebenfalls bereitgestellt werden. Messungen werden in der Regel mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: PHI Genesis, Thermo Fisher ESCALAB 250Xi, PHI Quantum 2000. Synchrotron-XPS ist ebenfalls verfügbar. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen und ein Angebot für Ihr Projekt.

Röntgendiffraktion mit streifendem Einfall (GI-XRD) Messung für Dünnfilme und Oberflächenschichten. Die Messung liefert die folgenden Informationen: XRD-Spektrum und Phasenidentifizierung, Kristallinität, Kristallitgröße, Gitterparameter und Gitterverzerrung der Phase. HINWEIS: Diese Parameter werden bestimmt, wenn die Proben eine hohe Kristallinität aufweisen. Bei unzureichender Kristallinität ist ihre Bestimmung möglicherweise nicht möglich.. Für ein praktisches Beispiel, wie die Ergebnisse berichtet werden, siehe diesen Beispielprüfbericht: GI-XRD-Messung. Die besten GI-XRD-Ergebnisse werden in der Regel für Proben mit bis zu 300 nm dicken Oberflächenschichten und einer Rauheit von weniger als 10 nm RMS erzielt. Dickere Schichten und Beschichtungen mit stärker aufgerauten Oberflächen können ebenfalls charakterisiert werden, jedoch ist die Datenqualität bei rauen Proben im Allgemeinen geringer, und die Probeneigenschaften in Tiefen von mehr als 300 nm werden typischerweise nicht in den Ergebnissen abgebildet. Für die Durchführung der Messungen wird in der Regel eines der folgenden Instrumente verwendet: Rigaku SmartLab, Panalytical X'Pert Pro MPD, Bruker D8 Discover, Malvern Empyrean, GNR APD2000PRO. Standardmäßig wird das GI-XRD unter Umgebungsbedingungen durchgeführt, jedoch können Temperaturen von 25 bis 1100 °C eingesetzt werden, um die Kristallinität in Abhängigkeit von der Temperatur zu untersuchen. Die Messungen können bei Bedarf auch unter Inertgas oder im Vakuum durchgeführt werden. Bitte kontaktieren Sie unsere Fachleute, um die verfügbaren Kombinationen von Temperatur und Atmosphäre zu besprechen.

Die Gruppenlaufzeit-Dispersion (GDD) und die Gruppengeschwindigkeits-Dispersion (GVD) sind entscheidende Parameter für das Verständnis, wie sich Ausbreitungszeit und -geschwindigkeit von Lichtimpulsen in Abhängigkeit von Frequenz oder Wellenlänge verändern, wenn sie sich durch übertragende Medien wie Glasoptiken ausbreiten oder innerhalb der Schichten von Dünnfilmbeschichtungen interagieren. Gruppenlaufzeit bezeichnet die Zeitverzögerung, die Licht unterschiedlicher Frequenzen erfährt, während Gruppen­geschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, mit der die Hüllkurve eines Pulses sich durch ein Medium ausbreitet. GDD und GVD beschreiben die Rate, mit der sich Gruppenlaufzeit bzw. Gruppengeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Frequenz oder Wellenlänge des Lichts ändern. GDD und GVD werden in Zeiteinheiten zum Quadrat angegeben, typischerweise in Femtosekunden zum Quadrat (fs2). Beide können mit einem Weißlichtinterferometer gemessen werden. Die Messbedingungen, unter denen wir die Analyse durchführen können, sind nachfolgend aufgeführt. Für eine 1"-Probe Reflexionsoptik-AOI: 0° und 5–70°, Transmissions-AOI: 0–70°. Für eine 2"-Probe Reflexionsoptik-AOI: 5–70° (0° möglicherweise möglich, bitte mit einem Experten besprechen), Transmissions-AOI: 0–70°. Spektralbereich: 400–1060 nm (VIS/NIR-Basisversion), 250–1060 nm (UV/VIS/NIR-Version), 900–2400 nm (IR-Version). Für die Durchführung der Prüfung sollten die folgenden Messdetails und Probeninformationen vorliegen: Probematrix: Substrate, Beschichtungen usw., Reflexions-/Transmissions-Einfallswinkel: Reflexions-Einfallswinkel (AOI) von 45°, Transmissions-Einfallswinkel (AOI) von 45° usw., Polarisation: p, s, k. A., Arbeitswellenlängenbereich, Messpunkte: Wie viele und wo in der Probe?, Erwartete GDD/GVD.

Abbildung der Probe mittels Raster-Transmissionselektronenmikroskopie (STEM) und Bestimmung der elementaren Zusammensetzung der Probe mit energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX oder EDS). Mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Vergrößerungen werden angefertigt, um einen guten Überblick über die Probe zu erhalten. Eine EDX-Elementkartierung, Linienanalyse oder Punktmessung wird durchgeführt, um die Probenzusammensetzung zu bestimmen (Elementverteilung in At.-% oder Gew.-%). Für feste Proben erfordert die Analyse häufig eine FIB-Präparation, die gesondert berechnet wird. HR-TEM kann ebenfalls durchgeführt werden. Kontaktieren Sie uns für weitere Details zu den Analyseoptionen.