Análisis de películas finas

Análisis de la composición y el grosor de una película de Fe-Ni usando ESPRIT y STRATAGem

Monte Carlo Simulation for 15 kV Electron Energy
Monte Carlo simulation, illustrating
penetration depth of electrons into
the sample at 15 kV acceleration
voltage

Para el análisis cuantitativo de una muestra maciza, la composición debe ser homogénea en todo el volumen analizado. En muestras inhomogéneas, el cálculo de los efectos de matriz no es correcto y esto tiene como resultado errores en la concentración de los elementos. Para muestras que contienen una estructura de capas, hay que aplicar una evaluación cuantitativa diferente. Esta se puede llevar a cabo mediante el ánalisis con estándares de ESPRIT en combinación con el software de STRATAGem.

Para ejemplificar este proceso, se llevó a cabo el análisis cuantitativo de una película de Fe-Ni en un sustrato de Si con ESPRIT y STRATAGem. La muestra analizada fue cedida por cortesía del Instituto Federal Alemán para el Análisis de Materiales (BAM) y el Instituto Coreano de Investigación de Estándares y Ciencia (KRISS). Es una película de Fe-Ni de 200 nm de grosor pulverizada en una oblea de Si. La composición de la aleación Fe-Ni se comprobó con ICP-MS y resultó ser Fe (50,02 ±1,23 % atómico) y Ni (49,98 ±1,23 % atómico).

Los espectros de la muestra se obtuvieron con voltajes de aceleración diferentes para provocar diferentes profundidades de penetración y factores k para los elementos, lo cual se necesita para el cálculo del grosor de capas. En este caso, se usaron 12, 15, 20, 25 y 30 kV. Primero se calcularon los factores k con ESPRIT y se exportaron a STRATAGem. Los resultados se obtuvieron a través de procedimientos de ajuste que abarcan los factores K, el grosor de capas, su composición y la composición del sustrato.

Este procedimiento genera resultados fiables para muchos tipos diferentes de capas con composiciones y grosores diferentes, desde nm hasta varios µm, incluyendo estructuras multi-capa. En este ejemplo, se determinó que la capa tiene un grosor de aproximadamente 185 nm y está compuesta por 50,3% Fe y 49,7% Ni, resultado muy parecido a los valores dados.

Descargue la nota de aplicación correspondiente #11 (PDF, inglés)

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