【02材料表征核心技術(shù)】之XPS應(yīng)用:界面化學(xué)態(tài)深度剖析技術(shù)
發(fā)布日期: 2026年04月15日
作者: 森德儀器/應(yīng)用技術(shù)部
儀器類別: 分析儀器
閱讀時間: 約 15 分鐘
關(guān)鍵詞: XPS、界面化學(xué)態(tài)、表面分析、森德儀器、實驗室設(shè)備
評估維度 | XPS (X射線電子能譜) | SIMS (二次離子質(zhì)譜) | EDS (能譜分析) |
|---|---|---|---|
主要功能 | 化學(xué)態(tài)定性與定量 | 痕量雜質(zhì)深度分布 | 元素定性與微區(qū)形貌 |
檢出限 | ~0.1 at% | ppb - ppt 級 | ~0.1% |
化學(xué)鍵信息 | 很強 | 弱 | 無 |
深度分辨率 | 較高 (結(jié)合濺射) | 很高 (原子級) | 較差 (受穿透深度限制) |
破壞性 | 準(zhǔn)無損 (不含濺射) | 消耗性破壞 | 無損 |
應(yīng)用場景: 在 28nm 及以下節(jié)點,柵介質(zhì)層由傳統(tǒng)的 SiO2 切換為高 k 材料(如 HfO2)。
技術(shù)要求: 需定量分析高 k 層與襯底之間的界面氧化層厚度及化學(xué)成分,以優(yōu)化等效氧化層厚度(EOT)。
森德適配性: 森德提供的 XPS 系統(tǒng)具備超高能量分辨率,可清晰分辨 Hf-O、Hf-Si 等微弱的化學(xué)位移信號,助力 High-k 介質(zhì)可靠性研究。
應(yīng)用場景: GaN 或 SiC 功率器件的金屬-半導(dǎo)體接觸界面分析。
技術(shù)要求: 探測界面處是否存在自然氧化層或界面擴散引起的費米能級釘扎效應(yīng)。
森德適配性: 結(jié)合原位加熱模塊,森德設(shè)備可模擬退火工藝過程中的界面化學(xué)演變,為金屬歐姆接觸優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。
應(yīng)用場景: 監(jiān)控 CMP 后或濕法刻蝕后的有機物分子及金屬污染物殘留。
技術(shù)要求: 需對表面痕量 C、O 以及氟化物等進行高靈敏度定性。
森德適配性: XPS 能夠識別表面污染物的具體化學(xué)態(tài)(如識別是 C-C 鍵還是 C=O 鍵污染),協(xié)助研發(fā)人員精確定位污染源頭并優(yōu)化清洗工藝。
ISO 15472: Surface chemical analysis — X-ray photoelectron spectrometers — Calibration of energy scales.
GB/T 19500: 表面化學(xué)分析 X射線電子能譜儀 能量標(biāo)尺的校準(zhǔn)。
ISO 10810: Surface chemical analysis — X-ray photoelectron spectroscopy — Guidelines for analysis.
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