Spectrométries ioniques
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du signal. Il en résulte que, pour certains éléments, les seuils de détection les plus
bas sont atteints soit par bombardement ionique primaire réactif, par exemple le
Cs + , soit par une surface réactive, par exemple une surface oxydée. Une surface plus
réactive émet plus facilement des ions. Dans le cas où on utilise un gaz inerte
comme l’Ar + ou le Kr + , on peut augmenter le taux d’ionisation par l’adjonction
d’oxygène sur la surface de l’échantillon. Toutefois, dans le cas où on analyse les
couches d’oxydes, on est obligé d’éviter l’oxygène comme source primaire.
5.3.4 Sensibilité et choix du mode de travail
La sensibilité est une fonction du courant primaire et du rendement utile. Nous
pouvons récrire (5.2) en:
(5.4)
avec le rendement utile
(5.5)
Par ailleurs, la densité de l’intensité du faisceau primaire vaut
(5.6)
avec d p : diamètre du faisceau d’ions.
I p : courant primaire.
L’ensemble de ces équations met en évidence l’interdépendance des différents
paramètres tels que l’intensité, le diamètre du faisceau primaire, le courant primaire, la densité de courant et la vitesse de décapage ionique. La sensibilité de
détection est exprimée par la concentration minimale mesurée c A . L’interdépendance de ces paramètres avec la sensibilité est illustrée par la figure 5.3. La figure
montre qu’il est possible d’effectuer des mesures avec une assez bonne sensibilité
de 100 ppm sans altérer (ou presque!) la surface analysée avec une vitesse d’érosion
inférieure à 10 –3 couche atomique par seconde, si la surface analysée a un diamètre
de 1 mm, ce qui correspond aux conditions du SIMS statique. Par contre, pour une
sensibilité de 10 –2 ppm (SIMS dynamique), il faut s’imposer une densité de courant
primaire de 10 –4 A/cm 2 pour le même diamètre de faisceau (1 mm). Par ailleurs, on
constate qu’il faut accepter une perte de sensibilité pour augmenter la résolution
latérale de ≤ 1 µm (imagerie, voir § 5.4.4). La figure 5.3 reflète les différences de
conditions de travail entre le mode statique et le mode dynamique décrites au
tableau 5.1.
I A
±
I p f A c A η A
(
)Y ˙˙ A
±
=
Y ˙˙ A
±
Y M γ A M
,
±
=
i p
I p
πd p
2 /4
-------------=
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du signal. Il en résulte que, pour certains éléments, les seuils de détection les plus
bas sont atteints soit par bombardement ionique primaire réactif, par exemple le
Cs + , soit par une surface réactive, par exemple une surface oxydée. Une surface plus
réactive émet plus facilement des ions. Dans le cas où on utilise un gaz inerte
comme l’Ar + ou le Kr + , on peut augmenter le taux d’ionisation par l’adjonction
d’oxygène sur la surface de l’échantillon. Toutefois, dans le cas où on analyse les
couches d’oxydes, on est obligé d’éviter l’oxygène comme source primaire.
5.3.4 Sensibilité et choix du mode de travail
La sensibilité est une fonction du courant primaire et du rendement utile. Nous
pouvons récrire (5.2) en:
(5.4)
avec le rendement utile
(5.5)
Par ailleurs, la densité de l’intensité du faisceau primaire vaut
(5.6)
avec d p : diamètre du faisceau d’ions.
I p : courant primaire.
L’ensemble de ces équations met en évidence l’interdépendance des différents
paramètres tels que l’intensité, le diamètre du faisceau primaire, le courant primaire, la densité de courant et la vitesse de décapage ionique. La sensibilité de
détection est exprimée par la concentration minimale mesurée c A . L’interdépendance de ces paramètres avec la sensibilité est illustrée par la figure 5.3. La figure
montre qu’il est possible d’effectuer des mesures avec une assez bonne sensibilité
de 100 ppm sans altérer (ou presque!) la surface analysée avec une vitesse d’érosion
inférieure à 10 –3 couche atomique par seconde, si la surface analysée a un diamètre
de 1 mm, ce qui correspond aux conditions du SIMS statique. Par contre, pour une
sensibilité de 10 –2 ppm (SIMS dynamique), il faut s’imposer une densité de courant
primaire de 10 –4 A/cm 2 pour le même diamètre de faisceau (1 mm). Par ailleurs, on
constate qu’il faut accepter une perte de sensibilité pour augmenter la résolution
latérale de ≤ 1 µm (imagerie, voir § 5.4.4). La figure 5.3 reflète les différences de
conditions de travail entre le mode statique et le mode dynamique décrites au
tableau 5.1.
I A
±
I p f A c A η A
(
)Y ˙˙ A
±
=
Y ˙˙ A
±
Y M γ A M
,
±
=
i p
I p
πd p
2 /4
-------------=