表面向外的一侧没有近邻原子,农面原子有一部分化学键伸向空闸形成悬挂件,因此,表面具有很活跃的化学性质。曲于表面原F吸附、沾污和偏析,D2764D表面原子种类L9体内不同。曲于表面原子所处的环境与体内不同,所以表画原f的排列结构也与体内不同。这些不同使表面具有某些特殊的物理和化学性质:因此,F0l体表面和体内的物理、化学性质往往不同。在半导体材料、器件和r艺流程巾存在入晕的表面和丨界面问题,随着集成电路向深亚微米发展.还要求检测和控制化学成分的横向分布。囚此.开展半导体表面、界面和薄膜的研究对提高和控制材料质量,改进器件性能和提高器件的成甜l率都有秉要的意义。

   表面信息是通过各种表面分析技术来获得的.表i面分析技术匚发展有许多不同的种类,足建立在超高真空电f离子光学微弱信号检测汁算机技术箐基础卜的一闸综合性技术。表面分析技术种类繁多,现代表面分析技术已发展出数十种,雨i且新的分析方法仍在不断出现。各白的原理、应用和优缺点,各类文献已有大量的报道。图14.29是埃文思(EAG)分析集团提供的各种微分析仪器的应用范围、分辨率及局限性等。由于篇幅原囚和作者能力的局限,本文对各种表面分析仪器不一-加以介绍,有兴趣的渎者可以参考相关文献1:。它们的共同特点是用-种Ⅱ人射束”作为探针来探测样品表面,Ⅱ人射束”可以是电f、离F、光子、屮性粒子、电场、磁场和声波等,在探针的作用下.从样品表面可以射或散射出各种不同的粒子,如电f、离丫、光子和刂Ⅱ性粒F竿。通过检测这些粒∫的能董、动量、荷质比、粒子流强度等rll以获得勹表面有关的信息,各种法各有优缺点,一般根据不闹的检测要求.采用不同的分析方法或川儿种方法对样品进行分析,综合所测的结果得出结沦:表面分析技术主要用来研究和分析固体表面的形貌、化学成分、化学键合、原子结构、原子态和电子态等。表面和薄膜的成分分析包括测定半导体表面的元素组分、表面元素的化学态及元素在表层的分布(包括横向分布和纵向分布)。测量表面、界面和薄膜成分的主要技术有俄歇电子能谱(ΛEs)、X射线光电子能谱(XIDS)、ェ次电质谱(sIMS)和卢瑟福背散射(RI3s)等。它们各有特点,如AEs有很高的表面灵敏度和微lx分析能力,它的取样深度只有1~2nm。微lK分析可以小到10nm∵XPs能获得丰富的化学信息,对样品表而的损伤比ΛES轻微。刈于绝缘样品的荷电问题.Ⅺ)S比ΛES.s1Ms容易消除;但XPs和ΛES一佯i实际的检测灵敏度只有0,1%。由于X射线聚焦能力差,束斑较大,XPS空间分辨率较差。SIMS有很高的检测灵敏度(10b莴至达到10Ⅱ量级)和很宽的动态范围(10"~10?3原子)."r进行全元素分析;但SIMs的定量分析难度较大,化学灵敏度较差,对样品有破坏。R1;s有强的定量分析能力,也可进行全元素分析,尤其适用于分析轻衬底材料中的重掺杂元素;但RBs的空间分辨率和化学灵敏度较差。