Spectroscopie d’électrons Auger
59
Pour chaque élément, un pixel blanc intense représente une forte concentration
relative. Pour le fer, aucune variation du signal n’est observée. Toutefois, l’inhomogéniété de l’échantillon est évidente par la comparaison des cartes des trois autres
éléments. On observe facilement une structure dendritique, pour Cr, Nb et O. De
plus, on constate la complémentarité des images d’oxygène et chrome, et de chrome
et niobium.
Comme on l’a constaté ci-dessus, la profondeur d’échappement des électrons
Auger est très faible. Pour déterminer le profil de la concentration en profondeur, un
système AES met à disposition plusieurs modes comme illustré à la figure 4.16.
Bien sûr, ces principes s’appliquent également à d’autres méthodes comme XPS
(chap. 3) et SIMS (chap. 6).
Pour des couches d’une épaisseur de quelques nanomètres, on applique la
variation de l’intensité I avec différents angles de sortie θ (par rapport à la normale
N) des électrons selon (4.4) pour autant que l’analyseur permette de réaliser une
telle mesure (fig. 4.16(a)). Un exemple a été présenté au chapitre 3 pour des photoélectrons. En général, il est nécessaire d’utiliser un analyseur hémisphérique pour
cela, car l’analyseur CMA ne permet pas la mesure d’une variation de l’angle
d’émission sauf dans le cas où l’analyseur est équipé spécialement pour cela.
Pour déterminer la composition dans des couches plus épaisses que quelques
nm, mais plus minces que 200 nm (fig. 4.16(b)), on combine la spectroscopie Auger
avec un décapage ionique par un faisceau ionique (Ar + , Kr + , etc.) balayé en surface
simultanément avec l’analyse Auger, comme discuté au chapitre 6.
La figure 4.16(c) illustre un troisième mode d’acquisition: la mesure sur une
coupe (line scan) par un déplacement latéral. Elle montre le déplacement du faisceau en direction x pendant l’analyse de l’intensité des électrons Auger émis. Ainsi
la variation de l’intensité permet de mettre en évidence la présence d’une variation
(a) variation d’angle
(b) profil
(c) ligne
z
(1)
(2)
N
e p
–
θ 1
θ 2
Ar +
e p
–
e Auger
–
e Auger
–
e Auger
–
e p
–
x
α
z ≤ 3-5 nm
z ≤ 200 nm
z ≤ 20 µm
Fig. 4.16 Schéma d’analyse en profondeur ; (a) pour des couches ≤ 2nm par variation d’angle
d’émission – analyse non destructive; (b) couches ≤ 200 nm par décapage ionique et (c) ≤ 20 µm par
un line scan sur une coupe oblique ou sphérique.
59
Pour chaque élément, un pixel blanc intense représente une forte concentration
relative. Pour le fer, aucune variation du signal n’est observée. Toutefois, l’inhomogéniété de l’échantillon est évidente par la comparaison des cartes des trois autres
éléments. On observe facilement une structure dendritique, pour Cr, Nb et O. De
plus, on constate la complémentarité des images d’oxygène et chrome, et de chrome
et niobium.
Comme on l’a constaté ci-dessus, la profondeur d’échappement des électrons
Auger est très faible. Pour déterminer le profil de la concentration en profondeur, un
système AES met à disposition plusieurs modes comme illustré à la figure 4.16.
Bien sûr, ces principes s’appliquent également à d’autres méthodes comme XPS
(chap. 3) et SIMS (chap. 6).
Pour des couches d’une épaisseur de quelques nanomètres, on applique la
variation de l’intensité I avec différents angles de sortie θ (par rapport à la normale
N) des électrons selon (4.4) pour autant que l’analyseur permette de réaliser une
telle mesure (fig. 4.16(a)). Un exemple a été présenté au chapitre 3 pour des photoélectrons. En général, il est nécessaire d’utiliser un analyseur hémisphérique pour
cela, car l’analyseur CMA ne permet pas la mesure d’une variation de l’angle
d’émission sauf dans le cas où l’analyseur est équipé spécialement pour cela.
Pour déterminer la composition dans des couches plus épaisses que quelques
nm, mais plus minces que 200 nm (fig. 4.16(b)), on combine la spectroscopie Auger
avec un décapage ionique par un faisceau ionique (Ar + , Kr + , etc.) balayé en surface
simultanément avec l’analyse Auger, comme discuté au chapitre 6.
La figure 4.16(c) illustre un troisième mode d’acquisition: la mesure sur une
coupe (line scan) par un déplacement latéral. Elle montre le déplacement du faisceau en direction x pendant l’analyse de l’intensité des électrons Auger émis. Ainsi
la variation de l’intensité permet de mettre en évidence la présence d’une variation
(a) variation d’angle
(b) profil
(c) ligne
z
(1)
(2)
N
e p
–
θ 1
θ 2
Ar +
e p
–
e Auger
–
e Auger
–
e Auger
–
e p
–
x
α
z ≤ 3-5 nm
z ≤ 200 nm
z ≤ 20 µm
Fig. 4.16 Schéma d’analyse en profondeur ; (a) pour des couches ≤ 2nm par variation d’angle
d’émission – analyse non destructive; (b) couches ≤ 200 nm par décapage ionique et (c) ≤ 20 µm par
un line scan sur une coupe oblique ou sphérique.