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Spectroscopie Auger - Principes et performances en sonde fixe

Article de référence | Réf : P2621 v2

Spectroscopie Auger - Imagerie et profil en z. Applications

Auteur(s) : Jacques CAZAUX

Date de publication : 10 juin 2007

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Spectrométries de pertes d’énergie des électrons dans les solides

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RÉSUMÉ

La spectromicroscopie Auger induite par des électrons est l'une des trois techniques privilégiées pour l'analyse élémentaire des surfaces et des interfaces. Outre l'acquisition de spectre en sonde fixe, cette technique peut également délivrer la cartographie d'un élément ou réaliser une analyse en profondeur permettant de suivre l'évolution des profils de diffusion des divers éléments d'un échantillon. Ainsi, la spectromicroscopie Auger intervient comme méthodes de caractérisation ou d'identification de défaillance dans des processus industriels d'élaboration de matériaux.

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ABSTRACT

Auger microscopy - Imagery and profile - Applications

The Auger electron microscopy is one of the three privileged techniques for the elementary analysis of surfaces and interfaces. In addition to spectrum acquisition via a fixed probe, this technique can also provide the mapping of an element or carry out an in-depth analysis in order to follow up the evolution of the diffusion profiles of the various elements of a sample. The Auger spectromicroscopy is thus used as a characterization or failure identification method in industrial processes of development of materials.

Auteur(s)

Jacques CAZAUX : Professeur émérite à l’université de Reims

INTRODUCTION

Après avoir acquis un spectre Auger en sonde fixe (voir []), la cartographie d’un élément s’obtient aisément en mesurant l’évolution de l’intensité de la raie Auger correspondante au cours du balayage de la surface de l’échantillon par la sonde électronique incidente, alors que le profil en profondeur s’obtient, en sonde fixe, en suivant cette même évolution au cours de l’érosion ionique de la surface.

Avec la spectroscopie des photoélectrons X (XPS : « X-ray photoelectron spectroscopy » ou ESCA : « electron spectroscopy for chemical analysis ») et la spectroscopie de masse des ions secondaires (SIMS), la spectromicroscopie Auger induite par des électrons (association de la spectroscopie, généralement désignée par l’acronyme e^– AES pour « electron-induced Auger electron spectroscopy », et de la microscopie Auger, généralement désignée par SAM pour « scanning Auger electron microscopy ») est l’une des trois techniques privilégiées pour l’ analyse élémentaire des surfaces et des interfaces.

Combiné à sa grande sensibilité superficielle, son caractère spécifique réside d’abord dans son excellente résolution latérale qui lui permet d’analyser des objets de taille micrométrique, voire nanométrique. Outre les perspectives d’application dans les différents domaines des nanotechnologies, ses applications privilégiées concernent les industries de la microélectronique (analyse et contrôle des circuits à haute intégration), de la métallurgie (pour la composition des joints de grains), de la mécanique et des traitements de surface, voire de la catalyse (pour l’analyse ponctuelle de catalyseurs dispersés) ainsi que dans les laboratoires de recherche et d’application des multicouches métalliques.

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - AUGER (P.) - Sur les rayons β secondaires produits dans un gaz par des rayons X - . Comptes Rendus de l’Académie des Sciences, 177, 169 (1923).
(2) - AUGER (P.) - L’effet photoélectrique composé - . Annales de Physique, 10 serie, t. VI, 183 (1926).
(3) - BRIGGS (D.), RIVIÈRE (J.C.) - Spectral interpretation - , chap. 3 dans Practical Surface Analysis, BRIGGS (D.) et SEAD (M.P.) (éd.) Wileyand Sons, p. 85 (1990).
(4) - CAZAUX (J.) - Minimum detectable dimension, resolving power and quantification of Scanning Auger Microscopy at high lateral resolution - . Surf. Interf. Anal., 14, 35 (1989).
(5) - POWELL (C.J.) - Effect of backscattered electrons on the analysis area in scanning Auger microscopy - . Applied Surface Science, 230, 327 (2004).
(6) - JABLONSKI (A.), POWELL (C.J.) - Velationships...

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

NORMES

Analyse chimique des surfaces - Comité technique ISO/TC 201 -
Analyse chimique des surfaces – Profilage d’épaisseur par bombardement – Optimisation à l’aide de systèmes mono- ou multicouches comme matériaux de référence - ISO 14606:2000 - 10-00
Analyse chimique des surfaces – Protocoles de l’information - ISO 14975:2000 - 12-00
Analyse chimique des surfaces – Protocole pour le transfert des données - ISO 14976:1998 - 7-98
Analyse chimique des surfaces – Spectroscopie d’électrons Auger – Description de certains paramètres relatifs à la performance instrumentale - ISO 15471:2004 - 5-04
Analyse chimique des surfaces – Spectromètres d’électrons Auger à résolution moyenne – Étalonnage des échelles d’énergie pour l’analyse élémentaire - NF ISO 17973 - 4-06
Analyse chimique des surfaces – Spectromètres...

1 Bases de données et logiciels

Voir aussi sur les sites des constructeurs.

Surface and Nano-analysis Basics, NPL

http://www.npl.co.uk/nanoanalysis/surfanalbasics.html#aes

NPL Auger Electron Spectrometer Intensity Calibration Software

http://www.npl.co.uk/nanoanalysis/a1users.pdf

NIST Scientific and Technical Databases

http://www.nist.gov/srd

NIST Electron Elastic-Scattering Cross-Section Database

http://www.nist.gov/srd/nist64.htm

NIST Electron Inelastic-Mean-Free-Path Database

http://www.nist.gov/srd/nist71.htm

NIST Electron Effective-Attenuation-Length Database

http://www.nist.gov/srd/nist82.htm

Common Data Processing System (COMPRO, SASJ)

http://www.sasj.jp/COMPRO

Simulation of Electron Spectra for Surface Analysis (SESSA)

http://www.iap.tuwien.ac.at/~werner/asessa_sim.html

The inelastic mean free path of electrons in solids (TITMFPES)

http://www.lasmea.univ-bpclermont.fr/Personnel/Bernard.Gruzza

...

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