AES and XPS depth profile analysis. A critical review

摘要

Thin Film chemical compositional profiling is reviewed with emphasis on Auger Electron Spectroscopy (AES) and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). 4 different zones of a depth profile can be distinguished, (1) initial zone (≤ 6 nm) before reaching steady state conditions, (2) the steady state within the film, (3) interface between film and substrate and (4) the substrate. A practical approach is presented to determine quantitative information using elemental sensitivity factors and sputter yields. The limiting parameter is the destructive nature of profiling. Optimization of the experimental parameters such as ion beam energy, sample roughness, crystalline orientation and geometrical crater edge is necessary for good depth resolution. Ni/Cr multi-layer AES and XPS profiles are presented with and without Zalar rotation.%L 'acquisition des profils Auger et ESCA est revue. On distingue 4 zones différentes dans un profil, i.e. (1) zone initiale (≤ 6 nm) avant d'arriver à l'état d'équilibre, (2) la zone d'équilibre dans la couche, (3) l'interface entre la couche et le substrat et (4) le substrat. Une approche pratique est présentée pour quantifier les données par l'utilisation des facteurs de sensibilité élémentaire et les rendements ioniques des éléments. Les paramètres qui limitent la résolution en profondeur se trouvent dans la nature destructive de la méthode de pulvérisation. Il est nécessaire d'optimaliser les paramètres expérimentaux comme l'énergie ionique du faisceau primaire, la rugosité de l'échantillon, orientation cristalline et les effets géométriques du bord du cratère pour obtenir une bonne résolution en profondeur. Les profils AES et XPS des multicouches Ni/Cr sont comparés.