Zusammensetzung und Fehleranalyse von Niedrig-Emissionsvermögen Glas unter Verwendung der SekundärIonenMASSENSPEKTROMETRIE (SIMS) durch Hiden Analytisch

Themen Umfaßt

Hintergrund
Zusammenfassung
Einleitung
SIMS
Tiefe Profil-Analyse

Hintergrund

Analytisches Hiden wurde im Jahre 1981 gegründet und wird momentan in einer 2,130m2 Produktionsanlage in Warrington, England mit einem Personal von über 50 aufgestellt. Wie eine private Firma unser Ansehen auf dem Erstellen von nahen und positiven Verhältnissen mit unseren Kunden aufgebaut wird. Viele dieser Abnehmer arbeiten an der vordersten Reihe der neuen Technologie - auf den Gebieten der Plasmaforschung, der Oberflächenwissenschaft, Vakuumdes aufbereitens und der Gasanalyse. Um Analytisches Hiden beizubehalten dieses Ansehen haben im Laufe der Jahre außergewöhnliche Niveaus von technischen Erkenntnissen in diesen Bereichen innerhalb unserer Firma festgelegt.

Zusammenfassung

Überzogenes Glas spielt eine bedeutende Energieeinsparungsrolle in den modernen Gebäuden; deswegen ist die Glasbeschichtungsindustrie enorm in den letzten Jahren gewachsen. Typisches niedriges Emissionsvermögenglas enthält eine dünne silberne Schicht, die zwischen anderen Metallen und Dielektrika eingeschoben wird. Die extreme Empfindlichkeit von SIMS bedeutet, dass sie eine entscheidende Rolle spielen kann, wenn sie die Kompositions- und Versagenvorrichtungen dieses Materials bestimmen.

Einleitung

Die Anforderung für Energiesparende Gebäude hat zu die Entwicklung von den Glasbeschichtungen geführt, die zum Reflektieren der Wärme fähig sind (Infrarotstrahlung) während, sichtbare Leuchte mit wenig Abbau der Farbe oder der erkannten Klarheit führend. Darüber hinaus liefern die Beschichtungen eine Gelegenheit, Farbe dem Äußeren eines plattierten Glasgebäudes, mit dem Ergebnis des Erregens von Architekturmöglichkeiten hinzuzufügen.

Das aktive Teil des meisten niedrigen (niedrig--e) Glases des Emissionsvermögens ist eine Dünnschicht von spritzen abgegebenes metallisches Silber, gewöhnlich nur 10 nm dick. Dieses wird durch andere metallische und dielektrische Schichten geschützt und dick gibt einen Schichtstapel um 100nm. Ungleichmäßigkeiten in der Stärke oder in der Zusammensetzung führen zu offensichtliche optische Variante und vermindern Leistung.

In-situversagen der Schichten kann extrem teuer sein, besonders wenn ein großes Gebäude reglazed muss, oder viele Produktionsgeräte sind betroffen. Versagen wird durch ungeeigneten Gebrauch von Chemikalien, falschem Handhaben oder einem Fabrikationsfehler verursacht möglicherweise. Sekundärionenmassenspektrometrie (SIMS) liefert ein schnelles und kosteneffektives Analysehilfsmittel entweder für Fertigungssteuerung oder Fehleranalyse.

SIMS ist in der Lage, Schichtzusammensetzung auszuwerten und Verschmutzer wie Chlor und Schwefel zu entdecken, die die silberne Schicht direkt in Angriff nehmen und dunkler machen können.

SIMS

SekundärIonenMASSENSPEKTROMETRIE verwendet einen fokussierten, monoenergetic, chemisch reinen Ionenträger von gewöhnlich 1 - 10 Kev zu spritzen fressen die Oberfläche unter Analyse ab. Ionisierte Sekundärpartikel werden dann im Massenspektrometer analysiert und entdeckt. An den sehr niedrigen Ionenstrahlströmen wird Analyse auf dem Spitzen wenige monomolekulare Schichten begrenzt -, die für Befund der Oberflächenverunreinigung ausgezeichnet sind. Da die Ionenträgerdosis erhöht ist- und das Spritzen aggressiver wird, nachfolgend werden tiefere Schichten und Konzentration freigelegt, während Funktion der Tiefe entschlossen sein kann.

Im Allgemeinen werden SIMS-Tiefenprofile mit logarithmischen Konzentrationsschuppen wegen der extremen Dynamikwerte dargestellt, die erzielt werden können und reichen von ppb zu Masse in der gleichen Analyse.

Eine Flut von Elektronen der niedrigen Energie wird während der Analyse von isolierenden Proben, wie Glas verwendet, um die Ansammlung der Oberflächenladung zu verhindern.

Die Analyse, die hier dargestellt wurde, wurde unter Verwendung des Arbeitsplatzes Hiden SIMS, eines kompletten und in hohem Grade flexiblen Instrumentes des Quadrupols SIMS gemacht, die mit dem Gewehr des Gases IG20 Ionenund dem Analysegerät DER MAXIME SIMS ausgerüstet wurden. Die Bestandteile sind auch Hochleistung erhältlich SIMS separat, aktivierend, auf einem existierenden Instrument der Abnehmer konfiguriert zu werden (wie XPS oder Stangenbohrer), oder die Analyse für ein bestimmtes Teil des Prozessflusses optimierend.

Tiefe Profil-Analyse

Das SIMS-Tiefenprofil, das unten gezeigt wurde, wurde unter Verwendung Ionen 5keV AR montiert, die zu einer 80ìm Stelle fokussiert wurden und über einem Bereich von 400 x von 550ìm rastered. Positive Sekundärionen wurden montiert und eine Flut des Elektrons 500eV wurde eingesetzt, um die Oberflächenaufladung zu verhindern.

SIMS-Tiefenprofil einer niedrig--e Glasprobe

Das SIMS-Tiefenprofil stimmt gut mit der Auslegungsbedingung überein, die unten gezeigt wird,

Anfangend an der freigelegten Oberfläche, ist die erste Schicht extrem dünn und wird teils durch die Vorgleichgewicht Region am Anfang der Analyse verbraucht. Jedoch sind Zink- und Zinnsignale offenbar an der Oberfläche anwesend. Es gibt ein hohes Silikonsignal (fast steigend auf einem Niveau von dem in der Glassubstratfläche) vorschlagend, dass eine dünne Schicht möglicherweise SiO2 in der Nähe von dem ZnSnOx existiert.

Die Silikonnitridschicht wird durch eine einheitliche Konzentration des Silikons gekennzeichnet, jedoch enthält diese Schicht auch das Aluminium, geschätzt, um ~7% (atomar) zu sein.

Optisches Bild der Probe während der Analyse, wie durch Instrumentkameraanlage gesehen

Unter den Sündenschichtlügen eine ähnliche Stärke von AlN. Interessant während dieser Schicht steigt das Crsignal, obwohl von drei Größenordnungen unterhalb der etwaigen Spitze. SIMS wird tadellos zur Untersuchung dieses Baumusters des niedrigen Konzentrationsmerkmals entsprochen und für die Analyse stellte hier sie war notwendig, um die Empfindlichkeit beträchtlich zu verringern, um zu garantieren dar, dass die Spitze des Crsignals nicht den Detektor sättigte.

Die Region unter dem AlN enthält die dünne silberne Schicht und seine verbundenen dünnen schützenden Sperrschichten, die Zn, Al, O-Ni und Cr enthalten. Die Auslegungsstärke der NiCrOx-Schicht ist nur 1 nm und es hat etwas Mischen von diesem in die silberne Schicht während der Analyse gegeben.

Sofort unter dem Silber, sind die dünnen Zn- und ZnSnO-Schichten, vor der abschließenden AlN-Schicht und der Glassubstratfläche sichtbar.

Als schlußfolgerung ist der Arbeitsplatz Hiden SIMS leicht in der Lage, empfindliche Tiefenprofilanalyse auf den Glasbeschichtungen durchzuführen, dick deckt Schichten nur einiger nm auf und gleichzeitig beobachtet niedrige Konzentrationen.

Quelle: Hiden Analytisch

Zu mehr Information über diese Quelle Analytisches bitte besuchen Sie Hiden

Date Added: Sep 17, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:12

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