ISO 18115-1:2023 表面化学分析 — 用語集 — Part 1: 一般用語と分光法で使用される用語 | ページ 12

9.1

スパッタ深さプロファイル

SDP

材料が スパッタリング (9.3) によって除去されるときに表面組成を測定するときに得られる 組成深さプロファイル (3.33)

注記 1: SIMS (19.1) などの一部の分析方法では、スパッタリングは分析に使用される イオンビーム (8.8) によって行われることがよくありますが、他の方法ではイオンビームが必要です。

9.2

超浅深さのプロファイル

大きな変化が生じる深さが10 nm未満である<SIMS> 深さプロファイル(3.32)

9.3

スパッタリング

粒子衝撃の結果として原子とイオンがサンプルから放出されるプロセス

9.4

衝突カスケード

エネルギー種による衝撃の結果として生じる、固体内の原子間の連続的なエネルギー移動

注記 1: アトミックミキシング (9.9) 、 カスケードミキシング (9.11) 、および ノックオン (9.12) を参照。

9.5

線形カスケード

線形衝突カスケード

希薄 衝突カスケード (9.4) 高エネルギーの一次粒子によって動き始めた原子の数は、材料に蓄積された反動エネルギーの量に比例します。

注記 1:湖沼 スパイク (9.6) および 熱スパイク (9.7) 。

注記 2:通常、表面分析に使用される 20 keV 以下のエネルギー範囲の単 原子一次イオン (20.26) による固体の スパッタリング (9.3) は 、線形衝突カスケードによって記述されると想定されることが多い。

9.6

スパイク

<SIMS, スパッタリング> 照射された材料内の原子の大部分が急速に運動する空間と時間の限られた領域

注記 1:湖沼の 熱スパイク (9.7) 。

注記 2: スパイクという用語は、通常、単一の一次粒子によって生成される領域に適用されます。 SIMS (19.1) では、この一次粒子は クラスターイオン (3.44) であることがよくあります。

9.7

サーマルスパイク

<SIMS, スパッタリング> スパイク (9.6) では、局所的な加熱につながるエネルギーの蓄積が支配的なプロセスです

注記 1:スパイクを生成するために提案されている他のプロセスは、圧力波と衝撃波です。

9.8

イオンビーム誘起物質輸送

イオン衝撃によって引き起こされるサンプル内の原子の動き

9.9

原子混合

入射粒子から表面領域に伝達されたエネルギーによるサンプル原子の移動

注記 1: カスケード混合 (9.11) 、 衝突カスケード (9.4) 、および ノックオン (9.12) を参照。

9.10

混合ゾーン

一次ビーム (8.10) が 原子混合 (9.9) を引き起こすサンプル 表面 (3.2) の層

注記 1: 衝突カスケード (9.4) を参照。

9.11

カスケードミキシング

サンプル表面領域で減速する入射粒子によって蓄積されたエネルギーによって材料原子がランダムに移動する拡散のようなプロセス

注記 1: 原子混合 (9.9) 、 衝突カスケード (9.4) および ノックオン (9.12) を参照。

注記 2:原子混合と波及効果が顕著でない場合、 表面 (3.2) がサンプル中を次のように移動するため、 デルタ層 (5.12 ) の測定された スパッタ深さプロファイル (9.1 ) はカスケード混合により非対称になります。スパッタリングされています。ただし、サンプル表面からかなりのデルタ材料が失われるまで、生成される最初の内部プロファイルはガウス分布になります。

注記 3:カスケード混合が唯一の重要な混合プロセスである場合、測定された分布の重心は真のデルタ位置にあります (事前平衡効果から生じる深さスケールのシフトが修正された後)

注記 4: 希薄限界 (20.15) では、デルタ層の測定 深さプロファイル (3.32) は 指数関数的な尾部を持っています。これは、内部原子がより深くまたはより浅く移動する確率が等しいため、無限に持続する原子が存在するためです。地表近くの領域での濃度の減衰。この尾部の存在は、方向性を持った連鎖反応が働いているという考えにつながることがよくあります。ただし、真の波及効果が観察されたことはほとんどなく、おそらくスパッタ プロファイルの歪みの原因としては重大ではありません。

9.12

ノックイン

ノックする

反動注入

一次粒子との衝突の結果として生じる、サンプルの構成原子のサンプル内部への移動

注記 1: アトミックミキシング (9.9) 、 カスケードミキシング (9.11) 、および 衝突カスケード (9.4) を参照。

注記 2: ノックインプロセスは、構成原子の (一次衝突の方向への) 前進運動のみを指しますが、カスケード混合は、さらにこれらの原子の後退運動も指します。

9.13

集団運動

<SIMS, スパッタリング> 多数の原子または分子が同じ領域で同時に移動すること。

9.14

前縁減衰長

最大値前の深さの関数として増加する 信号強度 (3.17) に対する 減衰長 (4.31) の値

注記 1:この用語は主に デルタ層 (5.12) の SIMS 深さプロファイリング (3.34) で使用されます。これは、 AES (11.1) および XPS スパッタ深さプロファイル (9.1) でも使用されます。

9.15

立ち下がりエッジ減衰長

最大値に続く深さの関数として減少する 信号強度 (3.17) に対する 減衰長 (4.31) の値

注記 1:この用語は主に デルタ層 (5.12) の SIMS 深さプロファイリング (3.34) で使用されます。これは、 AES (11.1) および XPS スパッタ深さプロファイル (9.1) でも使用されます。

9.16

協力して高揚する

表面 (3.2) の原子または分子の下にある原子または分子の 集団運動 (9.13) 、その脱離を引き起こすもの

9.17

変更されたレイヤー

<粒子衝撃> 化学状態 (12.23) または物理構造が衝撃の影響によって変更される、粒子衝撃where にある材料の表面領域。

注記 1: SIMS (19.1 ) における深さ分解能 (10.18) は 、分析物 (3.4) と衝突 イオン種 (3.36) に応じて、変質層の厚さより大きくなったり小さくなったりする可能性があります。

9.18

侵食速度

<表面> 粒子または光子の照射の結果としての 表面 (3.2) の位置の変化を照射時までに商

注記 1: スパッタリング速度 (9.19) を参照。

注記 2:浸食速度は、分析後のクレーターの表面形状計の測定値から推定できます。この場合、 変質層 (9.17) とプロファイル後の酸化の影響が測定に影響を与える可能性があります。

注記 3:侵食が スパッタリング (9.3) によって引き起こされる場合、最初はスパッタリング粒子が保持されるため、侵食速度はスパッタリング速度よりも小さくなる可能性があります。

注記 4:速度は速度として測定できます。

9.19

スパッタ率

粒子衝撃の結果として除去されたサンプル物質の量を時間で割った商

注記 1:湖の 浸食速度 (9.18) 。

注記 2: 速度は、速度、単位時間当たりの単位面積当たりの質量、または単位時間当たりの量のその他の尺度として測定できます。

9.20

相対スパッタリング率

サンプルの スパッタリング レート (9.19) と、同じ条件でスパッタされた参照サンプルのスパッタリング レートの商

9.21

クレーターの深さ

測定された信号が得られるクレーター領域の平均深さ

注記 1:クレーターは通常、 スパッタ深さプロファイリング (9.1) におけるイオン衝撃によって形成され、この場合、 変質層 (9.17 ) の膨張により、 スパッタリング (9.3) によって除去されたサンプル材料の厚さとは異なる場合があります。 ） 。

注記 2:クレーター深さは、クレーター深さ測定を行う際に必要な大気またはその他の環境への暴露後の反応層 (酸化物など) の形成によって変更される可能性があります。

9.22

クレーターエッジ効果

スパッタ 深さプロファイリングで形成されたクレーターの中央領域よりも浅い深さから発生することが多いクレーターエッジからの信号の発生 (9.1)

9.23

体積収量

入射粒子の総数に対するサンプルからスパッタされた総体積の比率

注記 1: 部分イオン収量 (20.13) 、 部分スパッタリング収量 (20.5) 、 負イオン収量 (20.10) 、 部分イオン収量 (20.12) 、 部分スパッタリング収量 (20.6) 、および 正イオン収量 (20.11) を参照。 。

注記 2:体積収量は、分子が容易に断片化する可能性があり、分子 スパッタリング収量 (20.4) の値が体積収量よりもサンプル間で大きく異なる可能性がwhere 有機層でスパッタされる量を表すのに役立ちます。

9.24

強化係数

_{n ,1}

<SIMS, スパッタリング> n の類似原子の一次イオンクラスターを使用したイオンまたは中性 スパッタリング収量 (20.4) と、一次イオンがwhere 原子の 1 つを使用したイオンまたは 中性スパッタリング収量 (20.26) のn 倍の比。 -原子あたりのイオンエネルギーはいずれの場合も同じです

注記 1: SIMS (19.1) における 1 より大きい強調係数は、通常、クラスター源からの収量が 線形衝突カスケード (9.5) で予測される収量よりも大きいことを示すために使用されます。

9.25

平衡面組成スパッタリング

不変条件下で均質なサンプルを スパッタリング (9.3) することによって生成される定常状態の表面組成

9.26

優先スパッタリング

(9.3) 多成分サンプルをスパッタリングする ときに発生する可能性のあるサンプルの平衡表面組成の変化

9.27

定常状態スパッタリング

<AES, GDS, SIMS> スパッタリング (9.3) プロセスの状態。重要な操作パラメータと分析パラメータは意味のある時間スケールにわたって変化しません。

注記 1: 化学量論的スパッタリング (9.28) を参照。

注記 2:一般に、定常状態と化学量論的スパッタリングは同等ですが、例えば半導体の希薄 デルタ層 (5.12) のプロファイリングでは、研究対象の成分が化学量論的でスパッタリングされていない間、スパッタリングが定常状態にあることもあります。比。

9.28

化学量論的スパッタリング

<AES, GDS, SIMS> スパッタリング (9.3) プロセスの状態。サンプルからスパッタされる元素成分の相対量がサンプル内の化学量論に等しい。

注記 1: 定常状態のスパッタリング (9.27) を参照。

注記 2:ほとんどの均質な材料では、表面から数ナノメートルをスパッタ除去した後に化学量論的スパッタリングが達成されます。

9.29

再堆積

スパッタリングされたサンプル材料をサンプル 表面に堆積させる (3.2)

9.1

sputter depth profile

SDP

compositional depth profile (3.33) obtained when the surface composition is measured as material is removed by sputtering (9.3)

Note 1 to entry: In some analytical methods such as SIMS (19.1) , the sputtering is often accomplished by the ion beam (8.8) used for analysis, but in other methods an ion beam is required.

9.2

ultra-shallow depth profile

<SIMS> depth profile (3.32) for which the depth over which significant changes occur is less than 10 nm

9.3

sputtering

process in which atoms and ions are ejected from the sample as a result of particle bombardment

9.4

collision cascade

sequential energy transfer between atoms in a solid as a result of bombardment by an energetic species

Note 1 to entry: See atomic mixing (9.9) , cascade mixing (9.11) , and knock-on (9.12) .

9.5

linear cascade

linear collision cascade

dilute collision cascade (9.4) in which the number of atoms set in motion by an energetic primary particle is proportional to the amount of recoil energy deposited in the material

Note 1 to entry: See spike (9.6) and thermal spike (9.7) .

Note 2 to entry: The sputtering (9.3) of solids by monatomic primary ions (20.26) in the energy range below 20 keV, usually used for surface analysis, is often assumed to be described by a linear collision cascade.

9.6

spike

<SIMS, sputtering> limited region in space and time within which the majority of atoms in an irradiated material are in rapid motion

Note 1 to entry: See thermal spike (9.7) .

Note 2 to entry: The term spike is usually applied to the region generated by a single primary particle. In SIMS (19.1) , this primary particle can often be a cluster ion (3.44) .

9.7

thermal spike

<SIMS, sputtering> spike (9.6) in which energy deposition leading to local heating is the dominating process

Note 1 to entry: Other processes proposed to generate spikes are pressure and shock waves.

9.8

ion beam induced mass transport

movement of atoms in a sample caused by ion bombardment

9.9

atomic mixing

migration of sample atoms due to energy transferred into the surface region from incident particles

Note 1 to entry: See cascade mixing (9.11) , collision cascade (9.4) , and knock-on (9.12) .

9.10

zone of mixing

layer of the sample surface (3.2) within which the primary beam (8.10) causes atomic mixing (9.9)

Note 1 to entry: See collision cascade (9.4) .

9.11

cascade mixing

diffusion-like process in which atoms of material are moved randomly by energy deposited by incident particles slowing down in the sample surface region

Note 1 to entry: See atomic mixing (9.9) , collision cascade (9.4) and knock-on (9.12) .

Note 2 to entry: If atomic mixing and knock-on effects are not significant, the measured sputter depth profile (9.1) of a delta layer (5.12) is asymmetric on account of cascade mixing since the surface (3.2) moves through the sample as it is sputtered. The initial internal profile produced is Gaussian, however, until significant delta material has been lost through the sample surface.

Note 3 to entry: If cascade mixing is the only significant mixing process, the centroid of the measured distribution lies at the true delta position (after any shift in the depth scale arising from pre-equilibrium effects has been corrected).

Note 4 to entry: In the dilute limit (20.15) , the measured depth profile (3.32) for the delta layer has an exponential tail because any internal atom has an equal probability of being moved deeper or shallower and there is thus an indefinitely persistent but decaying concentration in the near-surface region. The presence of this tail often leads to the belief that there is a directional knock-on process at work. True knock-on effects have rarely if ever been observed, however, and are probably not significant as causes of sputter profile distortion.

9.12

knock-in

knock-on

recoil implantation

movement of constituent atoms of the sample deeper into the sample as a result of collisions with a primary particle

Note 1 to entry: See atomic mixing (9.9) , cascade mixing (9.11) , and collision cascade (9.4) .

Note 2 to entry: The knock-in process refers only to the forward movement of the constituent atoms (in the direction of the primary bombardment) whereas cascade mixing refers, in addition, to the backward movement of these atoms.

9.13

collective motion

<SIMS, sputtering> movement of a number of atoms or molecules at the same time and in the same region

9.14

leading edge decay length

value of the decay length (4.31) for an increasing signal intensity (3.17) as a function of depth prior to a maximum

Note 1 to entry: This term is mainly used in the SIMS depth profiling (3.34) of delta layers (5.12) . It is also used in AES (11.1) and XPS sputter depth profiles (9.1) .

9.15

trailing edge decay length

value of the decay length (4.31) for a decreasing signal intensity (3.17) as a function of depth following a maximum

Note 1 to entry: This term is mainly used in the SIMS depth profiling (3.34) of delta layers (5.12) . It is also used in AES (11.1) and XPS sputter depth profiles (9.1) .

9.16

cooperative uplifting

collective motion (9.13) of atoms or molecules under an atom or molecule at a surface (3.2) , causing its desorption

9.17

altered layer

<particle bombardment> surface region of a material under particle bombardment where the chemical state (12.23) or physical structure is modified by the effects of the bombardment

Note 1 to entry: The depth resolution (10.18) in SIMS (19.1) can be greater or smaller than the altered-layer thickness, depending on the analyte (3.4) and bombarding- ion species (3.36) .

9.18

erosion rate

<surface> quotient of the change in the position of the surface (3.2) as a result of particle or photon irradiation by the time of irradiation

Note 1 to entry: See sputtering rate (9.19) .

Note 2 to entry: The erosion rate can be deduced from surface profilometer measurements of a crater after analysis. In this case, the effects of the altered layer (9.17) and post-profile oxidation can affect the measurement.

Note 3 to entry: Where the erosion is caused by sputtering (9.3) , initially the erosion rate can be less than the sputtering rate as a result of the retention of sputtering particles.

Note 4 to entry: The rate can be measured as a velocity.

9.19

sputtering rate

quotient of the amount of sample material removed, as a result of particle bombardment, by time

Note 1 to entry: See erosion rate (9.18) .

Note 2 to entry: The rate can be measured as a velocity, a mass per unit area per unit time, or some other measure of quantity per unit time.

9.20

relative sputtering rate

quotient of the sputtering rate (9.19) of a sample and the sputtering rate of a reference sample sputtered under the same conditions

9.21

crater depth

average depth of the region of a crater from which the measured signal is derived

Note 1 to entry: The crater is generally formed by ion bombardment in sputter depth profiling (9.1) and, in this case, can be different from the thickness of sample material removed by sputtering (9.3) due to dilation of the altered layer (9.17) .

Note 2 to entry: The crater depth can be modified by the formation of a reacted layer (e.g. an oxide) following any exposure to the atmosphere or other environments necessary when conducting the crater depth measurement.

9.22

crater edge effect

occurrence of signals from the crater edge which often originate from depths shallower than the central region of the crater formed in sputter depth profiling (9.1)

9.23

volume yield

ratio of the total volume sputtered from a sample to the total number of incident particles

Note 1 to entry: See fractional ion yield (20.13) , fractional sputtering yield (20.5) , negative-ion yield (20.10) , partial ion yield (20.12) , partial sputtering yield (20.6) , and positive-ion yield (20.11) .

Note 2 to entry: The volume yield is useful for expressing the amount sputtered in organic layers where molecules can be easily fragmented and values of the molecular sputtering yield (20.4) can be much more variable between samples than the volume yield.

9.24

enhancement factor

K_n,1

<SIMS, sputtering> ratio of the ion or neutral sputtering yield (20.4) using a primary-ion cluster of n similar atoms to n times the ion or neutral sputtering yield using a primary ion (20.26) of one of those atoms where the primary-ion energy per atom is the same in each case

Note 1 to entry: An enhancement factor greater than unity in SIMS (19.1) is usually used to show that the yield from a cluster source is greater than the yield that would be predicted for a linear collision cascade (9.5) .

9.25

equilibrium surface composition sputtering

steady state surface composition produced by sputtering (9.3) a homogeneous sample under non-varying conditions

9.26

preferential sputtering

change in the equilibrium surface composition of the sample which can occur when sputtering (9.3) multicomponent samples

9.27

steady state sputtering

<AES, GDS, SIMS> state of the sputtering (9.3) process in which important operational and analytical parameters are unchanging over a meaningful timescale

Note 1 to entry: See stoichiometric sputtering (9.28) .

Note 2 to entry: Generally, steady state and stoichiometric sputtering are equivalent but, in profiling dilute delta layers (5.12) in semiconductors, for example, the sputtering can be at a steady state while the constituents being studied are not being sputtered in their stoichiometric ratio.

9.28

stoichiometric sputtering

<AES, GDS, SIMS> state of the sputtering (9.3) process in which the relative amounts of the elemental components sputtered from a sample are equal to their stoichiometry within the sample

Note 1 to entry: See steady state sputtering (9.27) .

Note 2 to entry: For most homogeneous materials, stoichiometric sputtering is attained after the sputter removal of a few nanometres from the surface.

9.29

redeposition

deposition of sputtered sample material back onto the sample surface (3.2)