MCs~ -SIMS技术及其应用

强烈的基体效应一直是造成二次离子质谱（SIMS）难以定量分析和解释的主要原因。受其影响，常规SIMS，即M±－SIMS（检测原子型二次离子M＋或M－，M是要分析的元素）的适用范围受到了很大的限制。近几年来，上述状况已经通过一种新技术开发得到明显改善，这就是MCS＋－SIMS技术，即在CS＋一次离子轰击下检测分子型二次离子MCS＋而不是M±。由于该技术能明显减小甚至消除基体效应，从而开辟了SIMS定量分析的新途径。在综述MCS＋－SIMS技术的由来、发展、特点和应用以及MCS＋的生成机理的基础上，介绍了该技术的扩展思路。     

原子团离子在AlxGa1—xAs基体组分SIMS定量分析中的应用

通过检测原子团离子ＭＣｓ＾＋和ＭＡｓ＾－（Ｍ是基体元素）对ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ基体组分进行了定量的分析，考虑了ＭＩＱ＝１５６ＳＩＭＳ上所测迷些原子团离子的能量分主其对分析结果的影响，并对正、负ＳＩＭＳ，测量方法做出比较。     

MCs^＋—SIMS技术在研究金属与陶瓷界面反应中的应用

近年来，实验证明ＭＣｓ＾＋－ＳＩＭＳ技术可以明显减小甚至消除ＳＩＭＳ分析中的基体效应，已成功地应用于某些半导体与金属中，适于对痕量杂质以及基体组分进行分析。现将ＭＳｃ＾＋－ＳＩＭＳ技术推广应用来表征金属与陶瓷界面反应导致的组分变化。对不同温度退火的金属（Ｔｉ）与陶瓷（Ａｌ２Ｏ３，ＡｌＮ等）界面进行了分析，成功地观察到了界面的组分变化，为其他技术进一步证实，并且获得了新的结果。     

砷化镓中掺硅元素的SIMS定量分析

通过对体均匀掺硅和离子注入硅样品的二次离子质谱（ＳＩＭＳ）深度剖面分析，采用均匀体标样法、剖面二次离子强度积分法和ＬＳＳ理论关系计算获得了比较一致的、且与手册值接近的ＧａＡｓ中硅元素相对灵敏度因子值。将相对灵敏度因子法应用于双能量、双剂量硅离子注入ＧａＡｓ样品及分子束外延多层ＧａＡｓ膜渗硅的ＳＩＭＳ定量分折中。从实验结果初步讨论了ＧａＡｓ中氧和碳元素的存在对２８Ｓｉ－、１０３ＳｉＡｓ－二次离子信号强度的影响，２８ＳｉＡｓ－和１０３Ｓｉ－二次离子信号强度的线性关系和可靠性。     

GaAs二次离子发射的氧和铯效应

在二次离子质谱学中，氧和铯效应是影响二次离子发射最重要和复杂的现象。概括地总结了自９０年代以来对ＧａＡｓ二次离子发射氧和铯效应基础研究的主要成果。在准静态条件下，解决了用惰性气体Ａｒ＾＋源注氧研究复杂ＧａＡｓ基体上二次离子发射氧效应的主要困难，得到了表面注氧和覆铯使ＧａＡｓ二次离子产额和能量分布变化的实验规律，用ＴＯＦ－ＳＩＭＳ研究了砷化镓中ＭＣｓ＾＋ ＭＣｓ２＾＋等原子团离子的发射特性，对其发射     

Al_xGa_（1－x）As外延层中Si平面掺杂的SIMS研究

利用二次离子质谱（ＳＩＭＳ）系统地研究了生长温度，Ａｌ组份ｘ值和Ａｓ＿４压强对Ｓｉδ掺杂Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）Ａｓ的ＳＩＭＳ深度剖面，Ｓｉ原子表面分凝和向衬底扩散的影响。实验发现，在外延生长Ｓｉδ掺杂Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）Ａｓ时，随着生长温度的提高或Ａｌ组份Ｘ值增加，Ｓｉ掺杂分布ＳＩＭＳ峰都非对称展宽，表面分凝作用加强，但不影响Ｓｉ原子的扩散，因此ＳＩＭＳ剖面的展宽与扩散无关。另外，我们还发现Ａｓ＿４压强高于１．５×１０￣（－５）ｍｂａｒ时，Ａｓ＿４压强对δ掺杂空间分布影响不大，而Ａｓ＿４压强低于此压强时，Ｓｉ掺杂分布峰宽度增加很快，这主要由杂质扩散作用引起。生长温度对掺杂分布峰影响最大，其次是Ａｌ组份影响，而较小Ａｓ＿４压强的影响不可忽视。这些研究结果对外延生长Ｓｉδ掺杂Ａｌ＿ｘＧａ＿（１－ｘ）Ａｓ材料是有价值的。     

'98 国际二次离子质谱学研讨会暨第二届全国二次离子质谱学会议在京举行

’９８国际二次离子质谱学研讨会暨第二届全国二次离子质谱学会议在京举行１９９８年国际二次离子质谱学研讨会（ＩＳＳＩＭＳ’９８）暨第二届全国二次离子质谱学会议（ＳＩＭＳⅡ，Ｃｈｉｎａ）于１９９８年４月６日到１０日在（北京）清华大学举行。二次离子质谱学（简...     

用MCs^＋—SIMS技术研究Ti／Al2O3界面的组分分布

将ＭＣｓ＾＋－－ＳＩＭＳ技术应用扩展到了金属／绝缘体（Ｔ ｉ／Ａｌ２Ｏ３）界面分析。实验表明，选用ＭＣｓ＾＋进行分析时，克服了界面效应，取得了较好的组分分布的分析结果。随退火温度升高（室温，３００，６００，８５０℃）界面逐渐展宽，说明界面两边存在互扩散或发生了反应，且互扩散随退火温度升高而逐渐加强。随着退火温度升高，ＡｌＣｓ＾＋的信号逐步进入Ｔｉ层相应区域中，并形成两层平台，表明Ａｌ逐渐扩散到Ｔｉ     

分子束外延生长GaAs中δ掺杂研究

利用二次离子质谱（ＳＩＭＳ）和电化学剖面Ｃ－Ｖ方法研究了生长温度对ＧａＡｓ中理想Ｓｉδ掺杂的结构的偏离和掺杂原子电微活效率的影响。实验发现，外延生长Ｓｉδ掺杂，ＧａＡｓ时，随着生长温度的升高，Ｓｉ掺杂分布ＳＩＭＳ峰非对称展宽。表面分凝作用加强，但不影响Ｓｉ原子扩散。另外，Ｓｉ施主电激活效率随着生长温度的提高而增大。     

气溶胶标准样品制备及SIMS定量分析

概要地介绍了气液胶标准样品的制备及二次离子质谱的定量分析结果，并与ＩＣＰ－ＡＥＳ分析结果对比。ＳＩＭＳ分析结果与标样制备含量相对误差小于２０％。     

二价离子替代的Nasicon及其应用研究

含二价阳离子的Ｎａｓｉｃｏｎ，Ｍ￣（２＋）Ｎａｓｉｃｏｎ（Ｍ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｎ）可由母体Ｎａ＿３Ｚｒ＿２Ｓｉ＿２ＰＯ＿（１２）（Ｎａｓｉｃｏｎ）为起始原料与相应的二价离子的盐浓液或熔盐进行离子交换而制得。Ｘ射线衍射分析结果表明离子交换后的产物Ｍ￣（２＋）－Ｎａｓｉｃｏｎ大多保持原母体的Ｃ＿（２／ｃ）结构。交流阻抗技术测定的电导率数据显示含不同的二价替代离子的Ｎａｓｉｃｏｎ的电导率相差甚大。其中最好的是Ｍｇ￣（２＋）－Ｎａｓｉｃｏｎ，其电导率在４００℃时可达到１．４８×１０￣（－２）Ｓ／ｃｍ。Ｍｇ￣（２＋）－Ｎａｓｉｃｏｎ用作微功率固态电池Ｍｇ／ＣｕＣｌ的电解质，该电池的开路电压为２．０７Ｖ，短路电流为１ｍＡ。平均放电电压为１．６Ｖ，电池的放电容量是３．４ｍＡＨ。     

二次离子质谱的深度分辨本领

深度剖析是二次离子质谱在半导体以及各种其它薄膜材料分析中最重要的应用，深度分辨本领是表征其分析能力的重要参数，国际标准化组织（ＩＳＯ）最近 在研究和制定这方面的国际标准。本文在概述了ＳＬＭＳ深度分辨本领影响因素的基础上，推导了δ掺杂层深度分辨函数的解析表达式，讨论了其物理意义，特别是分辨参数的定义。在ＣＡＭＥＣＡ ＩＭＳ ４ｆ仪器上用５．５ｋｅＶ的氧束对Ｓｉ中ＧａＡｓδ掺杂多层膜样品进行了深度剖析，讨论了所得分辨参数及影响因素。结合国外实验室ＩＳＯ巡回测试的结果，对深度分辨参数的定义和评估方法进行了简要评述。     

AlN陶瓷衬底的SIMS和XRD测量

ＡｌＮ陶恣成分怀发对于ＡｌＮ的性能具有决定性作用，用二次离子质谱（ＳＩＭＳ）和Ｘ射线衍（ＸＲＤ）对清华大学材料系电子封装用的ＡｌＮ陶瓷进行了研究。ＳＩＭＳ谱表明ＡｌＮ衬底中除Ａｌ，Ｎ以我有Ｃ，Ｏ，Ｓｉ，Ｃａ，Ｙ等元素，其中有些是表面污染。衬底的ＳＩＭＳ深度分析表明样品Ｏ，Ｃａ，Ｙ信号都很强，且分布均匀，说明样口 含有Ｙ２Ｏ３，ＣａＯ添加剂，ＡｌＮ样品的ＸＲＤ谱与ＡｌＮ的ＪＣＰＤＳ卡片对照，在测量范     

AlxGa1—xAs外延层中Si平面掺杂的SIMS研究

利用二次离子质谱系统地研究了生长温度，Ａｌ组分Ｘ值和Ａｓ４夺强对Ｓｉδ掺杂ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ的ＳＩＭＳ深度剖面，Ｓｉ原子表面分凝和向衬底扩散的影响。实验发现，在外延生长Ｓｉδ掺杂ＡｌｘＧａ１－ｘＡｓ时，随着生长温度的提高或Ａｌ组份Ｘ值增加，Ｓｉ掺杂分布ＳＩＭＳ峰都非对称展宽，表面分凝作用加强，但不影响Ｓｉ原子的扩散，因此ＳＩＭＳ剖面的展宽与扩散无关。     

二次离子质谱仪离子枪溅射速率的能量依赖关系

本文给出了ＭＩＱ－１５６型ＳＩＭＳ仪器中离子枪溅射速率和一次束能量及扫描档次的数学表达式，并且通过实验测量加以证实；同时还得到了一次束直径和束流强度的线性关系，为ＳＩＭＳ实验参数选择提供了有力依据。     

新竹清华大学二次离子质谱技术的研发和应用

新竹清华大学位于台北市南方７０公里处，紧邻台湾矽半导体工业集中地之新竹科学工业园区。１９９１年新竹清华大学购入一台Ｃａｍｅｃａ ＩＭＳ－４ｆ二次离子质谱仪，为台湾地区第一部开放供学术研究和工业服务用之二次离子质谱仪。本论文报道如何建立二次离子质谱分析技术以符合各种不同的需求，包括人员训练、标准品制备、研发分析方法和仪器维修。应用二次离子质谱分析技术于基础和应用研究，强调群队合作推广二次离子质谱分析     

TiN／n—GaAs体系界面的研究

利用二次离子质谱（ＳＩＭＳ）深能级瞬态谱（ＤＬＴＳ）研究了ＴｉＮ／ｎ－ＧａＡｓ体系。ＳＩＭＳ结果表明，退火后Ｔｉ的浓度剖面向胂化镓衬底略有移动，Ｎ则基本救济为；ＤＬＴＳ观察到的Ｅｃ＝０．２１ｅＶ处的Ｔｉ＾３＋＊３ｄ）／Ｔｉ＾３＋（３ｄ＾２）单受主中心，但其浓度较ＥＬ２要小得多。根据实验结果，探讨了退火后难熔金属氮化物／ｎ－ＧｓＡｓ体系电学特性改善的原因。     

一种制备镶嵌荷电膜的新材料MsISIMs五嵌段共聚物的合成与表征

从分子设计出发，合成了一种用于制备镶嵌荷电膜的新材料：聚（４－甲基苯乙烯－异戊二烯－苯乙烯－异戊二烯－４－甲基苯乙烯）三元五嵌段共聚物，并用ＦＴＩＲ，＾１Ｈ－ＮＭＲ，ＧＰＣ，ＤＳＣ，ＴＥＭ等对共聚产物进行了表征，证实了ＭｓＩＳＩＭｓ是制备镶嵌荷电膜的理想膜材料。     

二次离子质谱在HL—1M聚变装置中的应用

将ＬＡＳ－２０００二次离子质谱仪改成研究第一壁材料及其涂层，新材料性能的重要实验设备。在ＨＬ－１Ｍ装置设计，安装和物理实验过程中，我们用该设备对ＨＬ－１Ｍ装置真空室用ＡＩＳＩ３０４Ｌ不锈钢，第一壁用ＳＭＦ－８００石墨材料及ＨＬ－１Ｍ装置原位硼化，硅化涂层和ＳｉＣ等涂层材料的真空热解释性能，吸氧性能和化学溅射性能以进行了实验研究，并对装置主轴气扁管内壁的清洁度进行了监测。实验证明了原位硼化，硅化和锂     

硅中硼的SIMS定量分析

硅中硼的定量分析是二次离子质谱学中的一个典型基础研究课题。９０年代中，国际标准化组织选定它作为ＳＩＭＳ领域要建立的第一项国际标准。参照近十余年来清华大学与国内外有关实验室合作开展的ＳＩＭＳ定量研究情况，本文介绍并评述了硅中硼ＳＩＭＳ定量分析的进展，讨论了相对灵敏度因子法、硅中硼参考物质、影响定量分析的因素、巡回测试结果及参考物质在标定ＳＩＭＳ仪器检测限的应用。在第一次国际标准化组织巡回测试中，世界