JIS K 0156:2018 表面化学分析―二次イオン質量分析法―デルタ多層標準物質を用いたシリコンの深さ校正方法 | ページ 3

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                                                                   K 0156 : 2018 (ISO 23812 : 2009)
                                                                                 1
                                          2                                      2
                                      m
                          2      1
                         rS t           ti              m                2    2
                  1           m  n  1in            1         LS p   1      sRM
            1                              2              ti          zi
               m  n  1  m
                                  1
                                       m        m  n  1in      rS   rS      rS
   s2 krS                  zi            zi                                         (12)
                        i n    m  n  1i n
                              2
                          m
              2      1           2
             k  t           ti sk
                   m  n 1in
  及びskは,kの標準不確かさである。
  これらの式の導出方法を,附属書Dに示す。

8 結果の表現

8.1 標準物質で用いたスパッタリング条件での校正

  シフト距離( SL)及び定常状態におけるスパッタリング率(Sr)は,デルタ層の認証深さと測定したデ
ルタ層のスパッタリング時間とを線形回帰することによって決定する。スパッタリング時間は,式(7)を用
いてスパッタリング深さに変換する。

8.2 標準物質で用いたスパッタリング率と異なる条件での校正

  シフト距離( SL)及び定常状態におけるスパッタリング率(Sr)は,デルタ層の認証深さと測定したデ
ルタ層のスパッタリング時間とを線形回帰することによって決定する。スパッタリング時間は,式(8)を用
いてスパッタリング深さに変換する。

8.3 濃度校正

  必要に応じて,別のJIS若しくは国際規格又はその他の文書化された手順に従って,イオン強度を原子
濃度に変換しなければならない。

9 分析結果の報告

  分析結果の報告は,次の情報を含む。
a) 試料,装置,研究機関及び分析日を特定できる全ての情報
b) 使用したデルタ多層標準物質
c) 分析条件
d) 分析中に気付いた通常とは異なる事項
e) 結果に影響を及ぼす特別な作業など,この規格によらない作業

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K 0156 : 2018 (ISO 23812 : 2009)
                                          附属書A
                                          (参考)
                     シリコン中における酸素イオンの投影飛程
  この附属書は,SRIM(http://www.srim.org/参照)を用いて計算したシリコン中O2+一次イオンの飛程を
示す。
  自然酸化膜の影響は,計算に含まれていない。
                              表A.1−シリコン中でのO2+の投影飛程
                一次イオンエネルギー                    投影飛程
                        eV                                nm
                                              0°入射               45°入射
                        250                     1.3                    1.1
                        500                     2.0                    1.7
                       1 000                    3.0                    2.4
                       2 000                    4.7                    3.7

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                                          附属書B
                                          (参考)
               アトミックミキシングによるピークシフトの見積り
B.1   一般
  この附属書は,SIMSによる浅い深さ方向分布のイオンスパッタリング条件の基準を与えるために,ア
トミックミキシングに起因するデルタ層分布のピークシフトについて示す。シリコン中のボロンの深さ方
向分布の測定から得られたそれぞれのデルタ層の重心位置,極大位置及び半値全幅の中心位置と,理論モ
デルから見積もられるデルタ層の位置とを比較した。理論モデルはマトリックスと分析元素のアトミック
ミキシングとが同じであると仮定していることに注意する。シリコン中のボロンは単純なモデルで扱われ
ているが,測定試料の原子番号がマトリックスの原子番号と大きく異なる場合又は照射誘起偏析が生じる
場合には,実測ピーク位置は異なった振舞いをし得る。
B.2   手順
  シリコン中のBNデルタ多層標準物質のSIMS深さ方向分布は,アトミックミキシング,表面荒れ及び
情報深さ(MRI)モデル[4]を基に解析した。SIMSにおいて情報深さはゼロと考えられる[5]ことから,本
解析ではアトミックミキシングと表面荒れとの二つのパラメータだけを,測定データをフィッティングす
るために用いた。デルタ層の物質に偏析が生じなければ,MRIモデルによって,測定された深さ方向分布
から正確な本来のデルタ層の位置を決定することができる。重心位置,極大位置及び半値全幅の中心位置
は,各デルタ層の分布から導出する。MRIモデルの仮定となるミキシングが均質に進行する場合,重心位
置は本来のデルタ位置と一致する。そのため,ピーク位置のシフト量を,重心位置からの差として決定し
た。用いた試料は,BNデルタ層が十分に分離された試料である[2]。シリコンスペーサー層(デルタ層間)
の厚さは,18.5 nmである。計算では,同じパラメータをデルタ層とマトリックス原子とに適用した。
B.3   結果
  一次イオンO2+の種々のイオンエネルギー及び入射角に対する,本来のデルタ層の位置(dz)との重心
                                      keVを除き,ほとんど変化しないと考えられる。極大位置(
位置( cz)の差を,図B.1に示す。czは,3                                                   zLM )
と半値全幅のピーク中心位置( z)とは,重心位置と比較して,表面側へと大きくシフトしている。重
                              PC
心位置に対するこれらの位置のシフト( zLMzc 及び zPC zc )をそれぞれ図B.2及び図B.3に示す。シフ
ト量は,主にイオンエネルギーに依存し,半値全幅の中心位置よりも極大位置の方が大きい。極大位置の
シフトの値は,半値全幅の中心位置の値の約2倍大きい。イオンエネルギーが1 keV又はそれ以下では,
極大位置のシフトは1 nm未満である。

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K 0156 : 2018 (ISO 23812 : 2009)
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                                                             ◆    0°
                                                             ■    9°
                                                             ▲   27°
                                                             ×   45°
                                                                  45°(酸素吹付け)
                                                                63°
   X 一次イオンエネルギー(keV)
  Y   zc zd (nm)
図B.1−デルタ層とマトリックス原子とで同じ値を用いてMRIモデルで計算された本来のデルタ層の位置
                                    に対する重心位置のシフト
                                                                    入射角
                                                           ◆    0°
                                                                     入射角
                                                           ■    9°
                                                           ▲   27°
                                                           ×   45°
                                                                45°(酸素吹付け)
                                                              63°
   X 一次イオンエネルギー(keV)
  Y   zLM zc (nm)
                       図B.2−デルタ層の重心位置に対する極大位置のシフト

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                                                                   入射角
                                                          ◆    0°
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                                                          ▲   27°
                                                          ×   45°
                                                               45°(酸素吹付け)
                                                             63°
   X 一次イオンエネルギー(keV)
  Y   zPC zc (nm)
                図B.3−デルタ層の重心位置に対するピーク半値全幅中心位置のシフト

――――― [JIS K 0156 pdf 15] ―――――

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