JPH077661B2 - イオン検出装置 - Google Patents
イオン検出装置Info
- Publication number
- JPH077661B2 JPH077661B2 JP61074222A JP7422286A JPH077661B2 JP H077661 B2 JPH077661 B2 JP H077661B2 JP 61074222 A JP61074222 A JP 61074222A JP 7422286 A JP7422286 A JP 7422286A JP H077661 B2 JPH077661 B2 JP H077661B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ions
- ion
- detector
- time
- incident
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン検出装置に係り、特に多量イオンの検出
に好適なイオン検出装置に関する。
に好適なイオン検出装置に関する。
従来、飛行時間型アトムプローブの飛行時間計測システ
ムについては、メソード・オブ・サーフイス・アナリシ
ス（1975年）第350頁から第354頁に論じられているよう
に、到達イオンの信号をオシロスコープでカウントして
いた。また、フイールド・イオン・マイクロスコープ
（1982年）第36頁から第37頁に論じられているように、
CAMACの計測システムを用いていた。しかし、検出器に
同一質量電荷比をもつイオンが同時に到着した場合のイ
オン数のカウントについては配慮されていなかつた。
ムについては、メソード・オブ・サーフイス・アナリシ
ス（1975年）第350頁から第354頁に論じられているよう
に、到達イオンの信号をオシロスコープでカウントして
いた。また、フイールド・イオン・マイクロスコープ
（1982年）第36頁から第37頁に論じられているように、
CAMACの計測システムを用いていた。しかし、検出器に
同一質量電荷比をもつイオンが同時に到着した場合のイ
オン数のカウントについては配慮されていなかつた。
飛行時間型アトムプローブの飛行時間計測システムにお
いて、検出器に同一質量電荷比をもつイオンが同時に到
着した場合のイオン数のカウントについては配慮されて
おらず、アトムプローブの分析効率を上げるために表面
からの電界蒸発率を高めた際に、検出器に同一質量電荷
比をもつイオンが同時に到着する確率が高まるため、高
精度の定量分析という点に関して問題があつた。
いて、検出器に同一質量電荷比をもつイオンが同時に到
着した場合のイオン数のカウントについては配慮されて
おらず、アトムプローブの分析効率を上げるために表面
からの電界蒸発率を高めた際に、検出器に同一質量電荷
比をもつイオンが同時に到着する確率が高まるため、高
精度の定量分析という点に関して問題があつた。
本発明は、高い電界蒸発率の分析時にも高精度の定量分
析が可能なイオン検出装置を提供することにある。
析が可能なイオン検出装置を提供することにある。
上記目的は、飛行時間測定用タイマーを波高弁別型タイ
マーとし、検出器から送られてくる入射イオン強度を識
別し、真の到達イオン数を計測することにより、達成さ
れる。
マーとし、検出器から送られてくる入射イオン強度を識
別し、真の到達イオン数を計測することにより、達成さ
れる。
そこで、本発明のイオン検出装置は、飛行時間型質量分
析器の飛行時間測定用タイマーに、入射イオンの強度と
あらかじめ設定した数段階の標準電圧とを比較して、入
射イオンの個数をカウントする装置を付加したことを特
徴とする。
析器の飛行時間測定用タイマーに、入射イオンの強度と
あらかじめ設定した数段階の標準電圧とを比較して、入
射イオンの個数をカウントする装置を付加したことを特
徴とする。
飛行時間型アトムプローブの飛行時間計測システムにお
いて、同一質量電荷比をもつイオンが同時に到達した際
に、検出器から送られてくる入射イオン強度は、同時に
入射したイオン数によつて異なるため、入射イオン強度
を弁別することのできるタイマーを計測システムに用い
ることにより、正確な到達イオン数を計測することがで
きる。
いて、同一質量電荷比をもつイオンが同時に到達した際
に、検出器から送られてくる入射イオン強度は、同時に
入射したイオン数によつて異なるため、入射イオン強度
を弁別することのできるタイマーを計測システムに用い
ることにより、正確な到達イオン数を計測することがで
きる。
以下、本発明の一実施例を第１図から第５図を参照して
説明する。
説明する。
第１図に示すように、アトムプローブの試料１には、DC
電源２より数キロボルトの正の定常電圧VDCと、パルス
電源３より定常電圧VDCの10〜25％で数ナノ数のパルス
電圧VPを印加する。このパルス電圧に励起して試料表面
上の原子が電界蒸発し、イオンとなつて表面から脱離す
る。脱離イオンは超高真空内を飛行し、163度に曲がつ
たトロイダル型の偏向電極を有する質量分析器４内を通
過し、電子増倍板を二枚重ねたシエブロ１型検出器６に
到達する。この際、パルス電圧を印加すると同時にタイ
マー５を働かせ、飛行イオンがシエブロン６に到達する
と同時にタイマー５を停止することによつてイオンの飛
行時間を測定し、イオンを同定することができる。到達
したイオンは電子増倍板とアンプ７により増幅された信
号となつてタイマー５に送り込まれる。試料１に印加す
る電圧を増加すると、表面から電界蒸発するイオンが増
え、１パルスに励起して、同一の質量電荷比をもつイオ
ンが同時に検出器６に到達する確率が高まり、定量分析
ができなくなつてしまう。
電源２より数キロボルトの正の定常電圧VDCと、パルス
電源３より定常電圧VDCの10〜25％で数ナノ数のパルス
電圧VPを印加する。このパルス電圧に励起して試料表面
上の原子が電界蒸発し、イオンとなつて表面から脱離す
る。脱離イオンは超高真空内を飛行し、163度に曲がつ
たトロイダル型の偏向電極を有する質量分析器４内を通
過し、電子増倍板を二枚重ねたシエブロ１型検出器６に
到達する。この際、パルス電圧を印加すると同時にタイ
マー５を働かせ、飛行イオンがシエブロン６に到達する
と同時にタイマー５を停止することによつてイオンの飛
行時間を測定し、イオンを同定することができる。到達
したイオンは電子増倍板とアンプ７により増幅された信
号となつてタイマー５に送り込まれる。試料１に印加す
る電圧を増加すると、表面から電界蒸発するイオンが増
え、１パルスに励起して、同一の質量電荷比をもつイオ
ンが同時に検出器６に到達する確率が高まり、定量分析
ができなくなつてしまう。
そこで、検出器６から送り出される信号電圧、つまり入
射イオン強度を識別することのできる波高弁別型タイマ
ーを導入した。波高弁別型タイマー５は第２図に示すよ
うに、検出器６からの入射イオン信号８の強度は同時に
入射したイオンの個数に比例すると考えられるので、前
もつてコンパレーター９に５段階の標準電圧の設定を行
なつた。検出器６から入射イオン信号８はアンプ10増幅
され、データラツチ回路11で標準電圧との比較が行なわ
れ、入射イオン信号12のピークのリサーチによりタイマ
ー13にStop信号14が送られると同時に、コンピューター
７へ検出個数信号15が転送される。データラツチ回路11
では、第３図からわかるように、計測時間ｔとともに、
入射イオン強度Ｉは変化し、初めに２個のイオンＡが入
射し、次に１個のイオンＢが到達し、さらに３個のイオ
ンＣが入射していることが明確になる。強度のピークD,
E,F,Gについても前述のようにして分析される。このよ
うにして、従来は同一質量電荷比をもつイオンが同時に
到達する際に１個のイオンとしてしかカウントできなか
つた測定が、この方法によつて改善され、高精度の定量
分析が可能となつた。
射イオン強度を識別することのできる波高弁別型タイマ
ーを導入した。波高弁別型タイマー５は第２図に示すよ
うに、検出器６からの入射イオン信号８の強度は同時に
入射したイオンの個数に比例すると考えられるので、前
もつてコンパレーター９に５段階の標準電圧の設定を行
なつた。検出器６から入射イオン信号８はアンプ10増幅
され、データラツチ回路11で標準電圧との比較が行なわ
れ、入射イオン信号12のピークのリサーチによりタイマ
ー13にStop信号14が送られると同時に、コンピューター
７へ検出個数信号15が転送される。データラツチ回路11
では、第３図からわかるように、計測時間ｔとともに、
入射イオン強度Ｉは変化し、初めに２個のイオンＡが入
射し、次に１個のイオンＢが到達し、さらに３個のイオ
ンＣが入射していることが明確になる。強度のピークD,
E,F,Gについても前述のようにして分析される。このよ
うにして、従来は同一質量電荷比をもつイオンが同時に
到達する際に１個のイオンとしてしかカウントできなか
つた測定が、この方法によつて改善され、高精度の定量
分析が可能となつた。
第４図は、従来のタイマー13のみを用いて、１パルス当
り1.6イオンと高い蒸発率でＷ（タングステン）を分析
した時の質量スペクトルである。縦軸は検出イオン数N,
横軸は質量電荷比m/nである。183W3tの自然存在比は14
％であるにも拘わらず、検出された183W3tの比率は５％
と、統計的誤差を考慮しても異常に低い。これは183W3t
の存在比が低いため、同時入射する割合が低いためと考
えられる。これに対して、波高弁別型タイマー５を用い
て分析した場合には、第５図に示すように、183W3tの比
率は19％と自然存在比により近くなる。
り1.6イオンと高い蒸発率でＷ（タングステン）を分析
した時の質量スペクトルである。縦軸は検出イオン数N,
横軸は質量電荷比m/nである。183W3tの自然存在比は14
％であるにも拘わらず、検出された183W3tの比率は５％
と、統計的誤差を考慮しても異常に低い。これは183W3t
の存在比が低いため、同時入射する割合が低いためと考
えられる。これに対して、波高弁別型タイマー５を用い
て分析した場合には、第５図に示すように、183W3tの比
率は19％と自然存在比により近くなる。
高い蒸発率でアトムプローブ分析を行なつても、低い蒸
発率の分析と同様に、高精度の定量分析が可能である。
発率の分析と同様に、高精度の定量分析が可能である。
第１図から第５図は本発明のイオン検出装置に係る説明
図、第１図はイオン検出装置の原理図、第２図は波高弁
別型タイマーにおける情報の流れを示す図、第３図は入
射イオンの強度と入射イオン数の関係を示す図、第４図
は従来のイオン検出装置で分析したタングステンの質量
スペクトル、第５図は本発明のイオン検出装置で分析し
たタングステンの質量スペクトルである。 １…アトムプローブの試料、２…DC電源、３…パルス電
流、４…質量分析器、5,13…タイマー、６…シエブロン
型検出器、7,10…アンプ、９…コンピユーター、８…検
出器からの入射イオン信号、９…コンパレーター、11…
デツタラツチ回路。
図、第１図はイオン検出装置の原理図、第２図は波高弁
別型タイマーにおける情報の流れを示す図、第３図は入
射イオンの強度と入射イオン数の関係を示す図、第４図
は従来のイオン検出装置で分析したタングステンの質量
スペクトル、第５図は本発明のイオン検出装置で分析し
たタングステンの質量スペクトルである。 １…アトムプローブの試料、２…DC電源、３…パルス電
流、４…質量分析器、5,13…タイマー、６…シエブロン
型検出器、7,10…アンプ、９…コンピユーター、８…検
出器からの入射イオン信号、９…コンパレーター、11…
デツタラツチ回路。
Claims (1)
- 【請求項１】飛行時間型質量分析器の飛行時間測定用タ
イマーに、入射イオンの強度とあらかじめ設定した数段
階の標準電圧とを比較して、入射イオンの個数をカウン
トする装置を付加したことを特徴とするイオン検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61074222A JPH077661B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | イオン検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61074222A JPH077661B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | イオン検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62232849A JPS62232849A (ja) | 1987-10-13 |
| JPH077661B2 true JPH077661B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=13540942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61074222A Expired - Lifetime JPH077661B2 (ja) | 1986-04-02 | 1986-04-02 | イオン検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077661B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01109655A (ja) * | 1987-10-23 | 1989-04-26 | Hitachi Ltd | アトムプローブ用試料 |
| JP4777006B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2011-09-21 | 富士通株式会社 | ３次元微細領域元素分析方法 |
| JP4864501B2 (ja) * | 2005-06-28 | 2012-02-01 | 富士通株式会社 | ３次元アトムレベル構造観察装置 |
-
1986
- 1986-04-02 JP JP61074222A patent/JPH077661B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62232849A (ja) | 1987-10-13 |
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