型號：IMS 7f-Auto

生產廠家：法國CAMECA公司

啟用日期：2020.11

儀器簡介

1. 雙離子源：高亮度O2+源（1~15 kV），當電壓=15kV時，最小離子束直徑≤1 µm，Ip最大>4 µA；微束Cs+源（2~10 kV），當電壓為10kV時，最小離子束直徑≤1 µm，Ip最大>0.7 µA；強度穩定，20 min △I/I<1 %；

2.  樣品臺：X和Y軸可重復性偏差<2 µm(1σ)；樣品視場最大范圍可達1.45×1.45 mm2，數字變焦高達9倍，成像分辨率3 μm；

3.  樣品腔真空度：源關閉情況下樣品腔真空度≤7×10-10 mbar；O2+源運行狀態樣品腔真空度≤1.5×10-9 mbar，Cs+源運行狀態樣品腔真空度≤1×10-9 mbar；

4.   二次離子提取電壓-10 kV~10 kV連續可調；

5.  雙聚焦質譜儀：扇形磁鐵半徑為120 mm，質量分辨率>20000(10%定義，高斯峰形)；10分鐘以上磁場穩定性：DM/M<15 ppm（M=133Cs2）、DM/M<15 ppm（M=28Si）；

6.  二次離子探測系統：電子倍增器（EM）和法拉第杯（FC）單獨使用； 樣品電壓正、負極性下EM背景噪音均<5 counts/min；樣品電壓正、負極性下大于5s時間FC噪音積分均≤2×10-15 A；

分析能力

1.  濺射速率（Sputter rate：SR）和檢測限（Detection Limit：DL）

注：對于高注入能量條件，上述檢測限值適用于最大濃度不高于檢測攝之上5個數量級的樣品，對于低注入能量條件，適用于最大濃度不高于檢測跟之上4個數量級的樣品；

2. 交叉樣品臺（Cross-Holder）載入測量重復性：

使用4個6×6 mm2窗口的樣品臺，數據使用自動鏈式分析模式收集。每窗口進行兩次獨立分析，從8個獲得的劑量值中計算標準偏差（1σ）：硼O2+ Ie=10keV轟擊下以及P在Cs+ Ie=15keV轟擊下8次測量標準偏差均≤2%（注:這一測試用深注入樣品，注入劑量>1×1013 at/cm2）；

3.  在高Ie條件下（O2+ Ie=10keV，Cs+ Ie=15keV）對于給定樣品（深注入樣品，注入劑量>1×1013 at/cm2）的6次載入循環(storage到chamber循環加載與卸載)，不改變載入循環間的分析條件，劑量值的標準偏差≤2%；

4.  對于樣品中H最大濃度不超過7×1016at/cm3的樣品，H檢測限：Cs+ Ie=15keV條件DL≤7×1016 at/cm3；

5.  深度分辨率：硅樣晶中B delta層剖面的衰減長度，O2+，Ie=500eV，O2 flooding，SR≥1 nm/min，深度分辨率≤1.9 nm/decade。

設備配置

1.  自動存儲室：可容納6個樣品載入器

2.  在O2+，Ie=5keV，~45°入射，Ip=100 nA和raster=250 μm尺寸的濺射條件下，室內氧氣壓力2-3×10-6 mbar產生的28Si+強度相比超高真空條件提高5倍；

3. 樣品表面法向電子束強度>50 μA，這是20 eV能量電子在法拉第杯上測量的，法拉第杯取代樣品載入裝置。

樣品正極性，28Si信號強度變化<10%；樣品負極性，當濺射穿過1.1 μm厚的SiO2絕緣層時，在100nm~900nm厚度區間基質信號（16O和28Si）的二次離子強度變化小于10%。

4.  后加速電壓設置為+4 kV~-4 kV區間，樣品正負極性下電子倍增器背景均<5 counts/min。

設備用途：

二次離子質譜（SIMS）可檢測極低濃度的摻雜劑和雜質。 該技術提供了從幾埃到幾十微米的寬深度范圍內的元素深度分布。 用一束初級離子（O2+或者Cs+）濺射/蝕刻樣品表面，在濺射過程中形成的二次離子被提取并使用磁扇形質譜儀進行分析。二次離子的濃度范圍可以從基質水平到亞ppm級的痕量水平。