表面向外的一側沒有近鄰原子,農面原子有一部分化學鍵伸向空閘形成懸掛件,因此,表面具有很活躍的化學性質。曲于表面原F吸附、沾污和偏析,D2764D表面原子種類L9體內不同。曲于表面原子所處的環境與體內不同,所以表畫原f的排列結構也與體內不同。這些不同使表面具有某些特殊的物理和化學性質:因此,F0l體表面和體內的物理、化學性質往往不同。在半導體材料、器件和r藝流程巾存在入暈的表面和丨界面問題,隨著集成電路向深亞微米發展.還要求檢測和控制化學成分的橫向分布。囚此.開展半導體表面、界面和薄膜的研究對提高和控制材料質量,改進器件性能和提高器件的成甜l率都有秉要的意義。

   表面信息是通過各種表面分析技術來獲得的.表i面分析技術匚發展有許多不同的種類,足建立在超高真空電f離子光學微弱信號檢測汁算機技術箐基礎卜的一閘綜合性技術。表面分析技術種類繁多,現代表面分析技術已發展出數十種,雨i且新的分析方法仍在不斷出現。各白的原理、應用和優缺點,各類文獻已有大量的報道。圖14.29是埃文思(EAG)分析集團提供的各種微分析儀器的應用范圍、分辨率及局限性等。由于篇幅原囚和作者能力的局限,本文對各種表面分析儀器不一-加以介紹,有興趣的瀆者可以參考相關文獻1:。它們的共同特點是用-種Ⅱ人射束”作為探針來探測樣品表面,Ⅱ人射束”可以是電f、離F、光子、屮性粒子、電場、磁場和聲波等,在探針的作用下.從樣品表面可以射或散射出各種不同的粒子,如電f、離丫、光子和刂Ⅱ性粒F竿。通過檢測這些粒∫的能董、動量、荷質比、粒子流強度等rll以獲得勹表面有關的信息,各種法各有優缺點,一般根據不鬧的檢測要求.采用不同的分析方法或川兒種方法對樣品進行分析,綜合所測的結果得出結淪:表面分析技術主要用來研究和分析固體表面的形貌、化學成分、化學鍵合、原子結構、原子態和電子態等。表面和薄膜的成分分析包括測定半導體表面的元素組分、表面元素的化學態及元素在表層的分布(包括橫向分布和縱向分布)。測量表面、界面和薄膜成分的主要技術有俄歇電子能譜(ΛEs)、X射線光電子能譜(XIDS)、ェ次電質譜(sIMS)和盧瑟福背散射(RI3s)等。它們各有特點,如AEs有很高的表面靈敏度和微lx分析能力,它的取樣深度只有1~2nm。微lK分析可以小到10nm∵XPs能獲得豐富的化學信息,對樣品表而的損傷比ΛES輕微。刈于絕緣樣品的荷電問題.Ⅺ)S比ΛES.s1Ms容易消除;但XPs和ΛES一佯i實際的檢測靈敏度只有0,1%。由于X射線聚焦能力差,束斑較大,XPS空間分辨率較差。SIMS有很高的檢測靈敏度(10b萵至達到10Ⅱ量級)和很寬的動態范圍(10"~10?3原子)."r進行全元素分析;但SIMs的定量分析難度較大,化學靈敏度較差,對樣品有破壞。R1;s有強的定量分析能力,也可進行全元素分析,尤其適用于分析輕襯底材料中的重摻雜元素;但RBs的空間分辨率和化學靈敏度較差。