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什么是輝光放電質(zhì)譜法（GD-MS）周循？

輝光放電質(zhì)譜法（Glow Discharge Mass Spectrometry, GD-MS）强法，利用輝光放電源作為離子源，與質(zhì)譜分析器聯(lián)接進行質(zhì)譜測定的一種分析方法湾笛。

其主要特點包括：

直取樣品分析梭唆，無標樣的半定量分析，靈敏度高蟋真，基體效應(yīng)較弱踱陡，檢出限可達ppb級…

主要應(yīng)用：

• 多元素分析掃描（Full Elements Survey-73 Elements）； 

• 材料純度分析（Purity Analysis）酷它； 

• 材料多元素分布的縱向分析（Depth Profile）荸跃；

• QA/QC

ElementGD Plus–結(jié)構(gòu)及原理

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Element GD Plus GD-MS測試原理

輝光放電離子源中通入一定流速的惰性氣體（通常選用高純氬氣Ar），陰極和陽極之間施加一個電場掺胖。當達到足夠高的電壓（700~1200V）時冲雾，惰性氣體被擊穿電離。電離產(chǎn)生的大量電子和正離子在電場作用下分別向相反方向加速盾叭，大量電子與氣體原子的碰撞過程輻射出特征的輝光在放電池中形成“負輝區(qū)"。正離子則撞擊陰極（樣品）表面通過動能傳遞使陰極發(fā)生濺射勿镇。由于濺射和電離過程是兩個獨立的步驟肄高，因此相對靈敏度因子RSF幾乎在一個數(shù)量級內(nèi)。

Sputtering Process 濺射過程：

Ar+ ? Sample+ e-

主要的IonizationMechanisms 離子化機制：

Electron Ionization 電子電離： 

Sample+ e- ? Sample+ + 2e-

Penning Ionization 彭寧離子化：

Sample + Ar? ? Sample+ + Ar + e-

Element GD Plus GD-MS應(yīng)用實例

實例一

電解銅（始極片）的縱向元素分布評估

高純金屬（2N+ ~ 3N+）需要將原料依次提純加工，最終才能得到可供應(yīng)半導(dǎo)體行業(yè)的高純金屬靶材（4N5+ ~ 6N5+）柒浙。

以高純銅為例膘掰，通過提純加工電解銅，真空熔煉鑄錠佳遣，到最終的靶材級別銅识埋。每個工藝步驟都需要對產(chǎn)品進行關(guān)鍵的痕量元素進行濃度檢測，并做純度評估零渐。

Element GD Plus GD-MS可幫助生產(chǎn)型企業(yè)級用戶快速完成相應(yīng)的檢測需求窒舟。平均每個樣品僅需要10~20mins即可。真正意義上做到從生產(chǎn)原料到最終產(chǎn)品的全覆蓋痕量元素檢測（QA/QC） 诵盼。

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電解銅（始極片）惠豺，其厚度通常為0.Xmm（X00 μm），得益于Element GD Plus GD-MS所搭載的脈沖源（Pulsed mode）风宁，能夠?qū)崿F(xiàn)使用較小的濺射功率對此類較薄材料樣品進行測試洁墙，常被應(yīng)用于薄膜及鍍層材料的GD-MS分析中。

為了能夠體現(xiàn)出在不同的工藝參數(shù)及配比下戒财，Chip_1#與Chip_2#的樣品表面的雜質(zhì)元素的縱向分布情況 (如圖所示)热监。僅采用10 sec脈沖源預(yù)濺射(Pre-Sputtering)，測試時間~18mins/sample饮寞，預(yù)計濺射深度~13.5 μm悬占。

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實例二

碳化硅涂層痕量元素的縱向分布評估

碳化硅的禁帶寬度大，擊穿場強治盆，具有較好的耐壓特性绳弯，已被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)，新能源車汽車以及能源行業(yè)矫摸。

碳化硅涂層耗砖，可提高器件的耐磨、耐高溫烧锋、耐腐蝕性能廉旅，延長器件的使用壽命。

為了分析評估器件樣品表面SiC涂層（X00 μm）的關(guān)鍵痕量元素的縱向分布情況（如下圖所示）密梯，使用Element GD Plus GD-MS的脈沖模式（Pulsed mode）桌苔，對樣品表面濺射~60 mins，中分辨率下的基體信號強度（28Si）穩(wěn)定在~4.2E8cps安影，濺射深度~15 μm（專業(yè)儀器測得）腻喇。

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