Rev. Phys. Appl. (Paris) 11, 65-72 (1976)
DOI: 10.1051/rphysap:0197600110106500

Utilisation d'ions lithium pour l'analyse des surfaces et des couches minces

J.P. Thomas, A. Cachard, M. Fallavier, J. Tardy, S. Marsaud et J. Pivot

Université Claude-Bernard Lyon-I, 43, bd du 11-Novembre-1918, 69621 Villeurbanne, France

Abstract
In the actual trend to use ions heavier than α-particles in backscattering (MeV energy range) lithium ions appear as to lead to a noticeable improvement of the main characteristics of the method. This is especially pointed out with the depth resolution owing to the fact that detector resolution is maintained for this type of particle. We present here, together with a comparative study of the analytical performances of Li ions and other particles, some applications devoted to surface and thin film studies. Among the most characteristic applications, for thick samples, anodic oxidation layers of aluminium can be characterized through the aluminium and the solution main impurity distributions. For thin film studies, precise stoichiometry determination can be achieved for the dielectric layers AlN, SiO, Al 2O3 and implantation effects can be followed like for oxygen in SiO.

Résumé
Dans la tendance actuelle à utiliser des ions plus lourds que les particules α en rétrodiffusion élastique (domaine d'énergie de l'ordre du MeV), l'emploi d'ions lithium apparaît constituer une amélioration notable des caractéristiques essentielles de la méthode. Ceci est particulièrement vrai en ce qui concerne la résolution en profondeur, avec le maintien de la résolution des détecteurs, pour ce type d'ions. Nous présentons ici, en même temps qu'une étude comparative des performances analytiques des ions Li et d'autres particules, quelques applications en montrant l'intérêt dans l'étude des surfaces et des couches minces. Parmi les applications les plus caractéristiques, citons, pour des échantillons épais, l'étude simultanée de la composition des couches d'oxydation anodique formées à la surface d'aluminium et du comportement de l'impureté majeure du bain de formation. Dans les études de couches minces, outre la détermination précise de la stoechiométrie des couches diélectriques AlN, SiO, Al2O3, des effets d'implantation pourront être étudiés, comme l'oxygène dans les couches SiO.

PACS
6118B - Atom, molecule, and ion scattering.
6855N - Composition and phase identification.
6835D - Composition, segregation; defects and impurities.

Key words
Ion scattering -- Lithium ions -- Backscattering -- Surface analysis -- Thin films -- Oxide layer -- Stoichiometry -- Elastic scattering -- Investigation method -- Experimental study