Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Нейтронно-активационный анализ




Нейтронно-активационный анализ (НАА) - наиболее чувствительный метод химического анализа многих элементов периодической таблицы. Он основан на анализе радиоактивных изотопов, которые образуются в образце под воздействием облучения тепловыми нейтронами. Этот метод особенно полезен при исследовании геттерирования и обнаружении следов примесей на поверхности или в объеме кремниевых пластин. Метод НАА целесообразно также применять для оценки загрязнений, вносимых в материал технологическим оборудованием. Только легкие элементы (такие, как бор, кислород, азот и углерод) не образуют изотопов, пригодных для исследования НАА.

Облучение производится в течение 0.5 - 12 часов потоком тепловых нейтронов мощностью 1013 - 1014 см-2·с-1. При этом в кремниевых пластиках образуются различные радиоактивные изотопы, включая 31Si. Период полураспада изотопа 31Si составляет 2.6 часов. После облучения образцы выдерживаются в течение 24 - 48 часов, чтобы обеспечить уменьшение излучения радиоактивных изотопов кремния до уровня, пренебрежимо малого по сравнению с другими элементами.

Наиболее распространенным является анализ g излучения образовавшихся изотопов с энергией квантов от 0.1 до 2.5 МэВ. Это излучение регистрируется литиево-германиевым детектором и анализируется многоканальным анализатором.

Для идентификации изотопа, излучение которого регистрируется при НАА, определяют период его полураспада и энергию g квантов.

Для измерения концентрации конкретного элемента необходимо знать ряд параметров: дозу излучения за определенный период времени, эффективность излучателя и детектора для данного пика спектра g- излучения, поток тепловых нейтронов, время облучения, продолжительность выдержки образца после облучения и другие параметры (см. таблицу):

 

Элемент Атомная масса t1/2 f,% s, Б (1 Барн = 10-28 м2) Энергия g-квантов, МэВ Cмин, см-3
As   26,4 ч.   4,3 0,560 7,1·1011
Cu   12,75 ч. 69,17 4,5 0,511 2,3·1012
Au   2,69 сут.   98,8 1,34 0,411 1,1·109
Na   15,0 ч.   0,53 1,37 3,3·1012
Ta   115 сут.   21,0 1,121 1,221 1,1·1012
W   23,9 ч. 28,14 40,0 0,686 4,9·1011

Таблица. Параметры радиоактивных изотопов и предел чувствительности метода НАА.

Примечание. t1/2 - период полураспада; f- содержание радиоактивного изотопа по отношению к нерадиоактивному; s - сечение рассеяния тепловых нейтронов; Смин - минимальная обнаруживаемая НАА концентрация элемента при условии проведения анализа всего объема кремниевой подложки диаметром 7.3 см и толщиной 5 - 10 мкм после облучения в течение 10 ч потоком нейтронов мощностью 1013 см-2·с-1 и выдержки в течение 40 ч перед началом измерений.

Минимальная концентрация некоторых элементов, позволяющая обнаруживать их методом НАА, представлена в последней колонке таблицы. Хотя чувствительность анализа варьируется в зависимости от размера образца, продолжительности облучения, мощности потока и других факторов, данные последней колонки таблицы указывают на чрезвычайно высокую чувствительность метода НАА.

Проводя НАА до и после удаления поверхностных слоев контролируемой толщины, можно определять профили распределения элементов по глубине образца. Так, послойным травлением поверхности в сочетании с НАА можно показать, что геттерирование фосфором обеспечивает снижение концентрации золота в кремниевой пластине в 50 раз по сравнению с его первоначальной концентрацией, составляющей 3·1014 см-3, и стягивание атомов золота в слой толщиной 2 мкм у нерабочей поверхности пластины.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-27; Просмотров: 451; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.