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Analyse et technologie des surfaces
précision attendue de chacune des méthodes. La sensibilité en surface en ng/cm 2 et
fg/cm 2 est souvent influencée par la matrice dans lequel se trouve l’élément à analyser. Toutefois, la sensibilité atteignable en surface est telle que souvent il n’existe
pas de standard pour quantifier le résultat. Une analyse de comparaison entre des
échantillons traités différemment peut souvent aider à résoudre le problème posé.
Toutes ces méthodes demandent une bonne préparation de la surface en terme de
propreté et une bonne connaissance de l’histoire de l’échantillon.
Les spectroscopies des électrons Auger et des photoélectrons (AES et ESCA)
se prêtent à l’analyse quantitative avec une précision de quelques pour-cent. Elles
sont plus sensibles que les méthodes d’analyses chimiques classiques. En ce qui
concerne la spectroscopie des ions secondaires (SIMS), elle donne des résultats
quantitatifs dans le cas des semiconducteurs ou par postionisation (SNMS et
GDMS), mais généralement l’analyse est au mieux semi-quantitative. Une estimation de l’ordre de grandeur est suffisante dans beaucoup de cas. Le GDOES est une
méthode appliquée exclusivement pour l’analyse des couches minces avec une
bonne sensibilité. Le temps de mesure des profils est en général beaucoup plus court
qu’avec les autres méthodes comme XPS, AES ou SIMS. L’ellipsométrie n’est pas
une méthode pour l’identification quantitative des éléments, mais plutôt une
méthode pour le contrôle de qualité. La connaissance des constantes optiques y est
essentielle. Les sondes nanométriques comme les microscopies à effet tunnel
(STM) et à force atomique (AFM) et leurs dérivés ne permettent pas encore
aujourd’hui de tirer des informations quantitatives d’une manière générale. Ce sont
des méthodes particulièrement bien adaptées pour la visualisation et éventuellement
la modification de surface à l’échelle atomique de la surface. Le développement
d’une application spectroscopique par ces méthodes est en progrès. Toutefois, la
méthode AFM et ses dérivés fournissent des informations spécifiques surtout dans
le cas où la pointe est fonctionnalisée chimiquement. Un grand avantage peut être le
fait qu’elles peuvent être appliquées sans devoir recourir à l’analyse sous ultravide.
Signalons que les chiffres du tableau 8.1 sont indicatifs de l’état de l’art en
2001 car il y a toujours une forte évolution des performances de ces méthodes grâce
aux progrès effectués dans la détection du signal, de son traitement électronique et
dans le traitement des données par des ordinateurs et des logiciels de plus en plus
performants.
Analyse et technologie des surfaces
précision attendue de chacune des méthodes. La sensibilité en surface en ng/cm 2 et
fg/cm 2 est souvent influencée par la matrice dans lequel se trouve l’élément à analyser. Toutefois, la sensibilité atteignable en surface est telle que souvent il n’existe
pas de standard pour quantifier le résultat. Une analyse de comparaison entre des
échantillons traités différemment peut souvent aider à résoudre le problème posé.
Toutes ces méthodes demandent une bonne préparation de la surface en terme de
propreté et une bonne connaissance de l’histoire de l’échantillon.
Les spectroscopies des électrons Auger et des photoélectrons (AES et ESCA)
se prêtent à l’analyse quantitative avec une précision de quelques pour-cent. Elles
sont plus sensibles que les méthodes d’analyses chimiques classiques. En ce qui
concerne la spectroscopie des ions secondaires (SIMS), elle donne des résultats
quantitatifs dans le cas des semiconducteurs ou par postionisation (SNMS et
GDMS), mais généralement l’analyse est au mieux semi-quantitative. Une estimation de l’ordre de grandeur est suffisante dans beaucoup de cas. Le GDOES est une
méthode appliquée exclusivement pour l’analyse des couches minces avec une
bonne sensibilité. Le temps de mesure des profils est en général beaucoup plus court
qu’avec les autres méthodes comme XPS, AES ou SIMS. L’ellipsométrie n’est pas
une méthode pour l’identification quantitative des éléments, mais plutôt une
méthode pour le contrôle de qualité. La connaissance des constantes optiques y est
essentielle. Les sondes nanométriques comme les microscopies à effet tunnel
(STM) et à force atomique (AFM) et leurs dérivés ne permettent pas encore
aujourd’hui de tirer des informations quantitatives d’une manière générale. Ce sont
des méthodes particulièrement bien adaptées pour la visualisation et éventuellement
la modification de surface à l’échelle atomique de la surface. Le développement
d’une application spectroscopique par ces méthodes est en progrès. Toutefois, la
méthode AFM et ses dérivés fournissent des informations spécifiques surtout dans
le cas où la pointe est fonctionnalisée chimiquement. Un grand avantage peut être le
fait qu’elles peuvent être appliquées sans devoir recourir à l’analyse sous ultravide.
Signalons que les chiffres du tableau 8.1 sont indicatifs de l’état de l’art en
2001 car il y a toujours une forte évolution des performances de ces méthodes grâce
aux progrès effectués dans la détection du signal, de son traitement électronique et
dans le traitement des données par des ordinateurs et des logiciels de plus en plus
performants.