Determination of the Mass Resolution and Depth Resolution of Si by TOF-ERDA

ERDA(Elastic Recoil Detection Analysis)は軽元素に対して高い感度を有する表面組成分析法として知られ様々な材料への応用が進められているが、高エネルギー重イオンを利用し、TOF(Time of Flight)をエネルギーと同時に測定することにより軽元素だけでなく中イオンまでも適用範囲を広めることができる。一般的に高エネルギー重イオンの利点として高質量分解能、高深さ分解能が上げられるが、入射ビームのエネルギーや質量は感度や分析可能深さ、深さ分解能などに相補的な作用をするため、分析の対象となる試料や目的に対して最適化する必要がある。理研のRILACを利用して20Ne (20.0 MeV), 40Ar (22.6 MeV, 41.5 MeV), 136Xe (138.1 MeV) イオンを用いた場合のSi wafer に対する質量分解能や深さ分解能を測定した。その結果、20.0 MeVのNeを用いた場合が最もいい深さ分解能を示した。また、41.5 MeVのArを利用したときに優れた質量分解能を得ることができた。これによってSi試料の場合のいくつかのイオンビームに対する質量分解能や深さ分解能を測定することができた。また、重い元素の測定の場合はより重いイオンを利用する方が有利であろうと予想される。


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