MX2011009486A - Metodo combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos x de energia dispersada, para analisis quimico cuantitativo de diversos materiales solidos y peliculas delgadas. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, que comprende las etapas de a) instalar en un puerto libre de un espectrómetro de masas un detector de energía dispersada Si(Li) para el registro de rayos X; b) colocar la muestra en estudio en una cámara de ultra alto vacío del espectrómetro de masas; c) activar el cañón de electrones del espectrómetro de masas para lograr la excitación de rayos X característicos de la muestra en estudio, donde este cañón de electrones provee de un haz de electrones moderadamente enfocado con energías que pueden variar de 0 a 15 keV y corrientes de 0-100 µA; d) analizar los rayos X generados en la etapa (c) con el detector de energía dispersada Si(Li) y buscar factores de sensibilidad (RSF); e) calibrar con los factores de sensibilidad (RSF) obtenidos del análisis cuantitativo con EDX de la etapa (d) los datos de SIMS mediante el uso de teorías existentes; y f) analizar con SIMS cualquier material desconocido de la muestra en estudio.

Description

Método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas Campo técnico de la invención.

La presente invención se comprende en lo general dentro del campo de los métodos de análisis de materiales mediante el empleo de medios eléctricos, electroquímicos o magnéticos, a través de los cuales es posible determinar sus propiedades eléctricas o magnéticas, y de manera particular, se refiere a un nuevo método analítico que combina los métodos tradicionales seguidos en un espectrómetro de masas de iones secundarios y en un detector de rayos X, método a través del cual se obtiene un análisis químico cuantitativo de materiales sólidos y películas delgadas en un intervalo dinámico completo y sin la necesidad de utilizar patrones específicos y/o estándares.

Antecedentes de la invención.

Diferentes métodos físicos para análisis químico de elementos como RBS, AES, XPS, EPMA, XRF y Espectroscopia Raman, tienen una amplia aplicación en la industria semiconductora, metalúrgica, farmacológica, etc., y son ampliamente utilizados en un gran número de investigaciones. Estos métodos proporcionan información rápida y completa de la composición química y de fase, distribución en profundidad y lateral de elementos mayoritarios, donantes y contaminantes. Así mismo, proporcionan información necesaria de la composición química de nuevos materiales, y son además utilizados en el proceso de control para análisis de fallas y mejoramiento de la tecnología existente.

Entre estos métodos la Espectroscopia de Masas de Iones Secundarios (SIMS, por sus siglas en inglés) demuestra claras ventajas tales como una alta sensibilidad, la cual alcanza hasta un átomo por 1011 de los átomos de la matriz, una alta resolución lateral y una resolución en profundidad record, que permiten el análisis efectivo de todos los elementos desde el Hidrogeno hasta el Uranio. También se puede encontrar la relación isotópica con SIMS. Por estas razones el método SIMS es el método más utilizado en investigación de materiales avanzados y diferentes estructuras basadas en semiconductores cristalinos ultra puros. El método SIMS está basado, desde un punto de vista físico, en la erosión (Ion Sputtering) de la superficie de una muestra bajo condiciones de ultra alto vacío y en la separación de masas de iones eyectados.

Por su parte, la espectroscopia Raman es una técnica electroscópica usada en química y física de la materia, para estudiar modos de baja frecuencia como los vibratorios, rotatorios, y otros. Esta técnica se basa en los fenómenos de dispersión inelástica, o dispersión Raman, de la luz monocromática, generalmente de un láser en el rango de luz visible, el infrarrojo cercano, o el rango ultravioleta cercano. La luz láser interactúa con fotones u otras excitaciones en el sistema, provocando que la energía de los fotones del láser experimente un desplazamiento hacia arriba o hacia abajo. El desplazamiento en energía da información sobre los modos del fotón en el sistema. La espectroscopia infrarroja proporciona una información similar, pero complementaria.

En conocimiento de lo anterior, un ejemplo del estado de la técnica para un método de análisis químico por espectroscopia en la superficie de un material sólido, lo encontramos en la patente US4857730 donde se describe un aparato que comprende un compartimiento de análisis del ultra vacío en donde se contiene la muestra que se analizará, la cual está conectada con un manipulador localizado en el exterior de dicho compartimiento, un analizador cercano a la muestra y una fuente emisora de electrones que emite un haz electrónico, que se caracteriza porque comprende entre el haz electrónico y la muestra que es un material sólido abultado, una microfuente de fotones X colocados tan cerca como es posible a dicha muestra abultada.

Otro ejemplo, esta representado en la patente US7906759 en donde se describe un sistema de espectrómetro de masas económico capaz de obtener información estructural de una sustancia con una eficacia mejorada, en donde el tiempo requerido para el análisis y la identificación de la sustancia ha sido reducido y la precisión de la identificación también se ha mejorado. Más específicamente, esta invención proporciona un sistema de espectrómetro de masas en tándem en el cual la muestra es ionizada en la polaridad deseada, los fragmentos de iones obtenidos disociando el ion se analizan dentro de la primera o segunda sección del espectrómetro de masas, la polaridad del segundo espectrómetro de masas es determinada basada en el resultado del análisis, y se realiza la espectroscopia total. En esta invención, también se protege el método para la espectroscopia de masas.

Por otro lado, en la patente US6008490 se describe un método de medición y de análisis de un espectro de masas, en el cual un ion es creado bajo presión atmosférica o a una presión cercana a ésta, donde el ion creado se introduce para la espectrometría de masas, y el espectro de masas resultante se procesa y analiza; el método comprende los pasos de determinar un índice que indique cuántas veces se diferencian las masas entre la masa seleccionada de dicho espectro de masas resultante y otras masas de acuerdo con las diferencias de masas plurales entre un ion cuasi-molecular y una pluralidad de iones tipo de aducción almacenados en un almacén de iones de aducción previamente establecido, y la estimación, basado en los valores de índice determinados para las respectivas masas seleccionadas, el ion proporciona un valor máximo de dicho índice que indica la diferencia de masas como un ion cuasi-molecular.

Finalmente, en la patente US6492639 se describe un método para identificar la desviación de características de una muestra de los de una referencia, realizado por comparación de los patrones espectrométricos de masas de la muestra respectiva con la referencia, que comprende las etapas de: determinar un espectro total de masas por lo menos de una muestra escogida al azar de referencia seleccionada para una referencia, formar un espectro de masas reducido con el espacio relacionado de tolerancia de este espectro total de masas de esta muestra escogida al azar de referencia, determinar un espectro de masas reducido de la muestra que se comparará con la muestra escogida al azar de referencia, y comparar el espectro de masas reducido de la muestra con el de la muestra escogida al azar de referencia para determinar si el espectro total reducido está dentro del espacio relacionado de la tolerancia.

Tal y como se desprende de los documentos del estado de la técnica antes referidos, los actuales métodos para medir y analizar las propiedades físicas y/o químicas de materiales sólidos, solo permiten cuando se utiliza la espectroscopia de masas, obtener resultados cualitativos, siempre que durante el proceso de análisis de resultados se implemente el uso de estándares de comparación. En contraste a lo anterior, cuando se implementan detectores de rayos X, los resultados alcanzados reflejan solo datos cuantitativos y no cualitativos de la muestra en estudio, lo que en otras palabras significa que, en las invenciones actualmente comprendidas en el estado de la técnica, no existe un método de análisis en el área de espectroscopia que permita determinar a partir de un solo análisis, las características cuantitativas y cualitativas de una muestra en estudio, razón por la cual a título de Método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios (SIMS) y de rayos X (EDX) de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, se presenta la presente invención, con la que son pretendidos los siguientes.

Objetivos de la invención.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un método de análisis de materiales, en donde con la adecuada configuración de un Espectrómetro de Masas de Iones Secundarios, es posible determinar las propiedades cuantitativas y cualitativas de una muestra de materiales sólidos y/o películas delgadas en estudio.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, en donde para el análisis de la muestra se instala un detector de rayos X sobre un espectrómetro de masas de iones secundarios.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, que permite la cuantificación en un intervalo dinámico completo y sin estándares de materiales sólidos y/o películas delgadas en estudio.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, en donde los datos obtenidos de un análisis cuantitativo con EDX se utilizan para la calibración de los datos de SIMS.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, en donde EDX provee de información para los elementos principales, mientras que SIMS es utilizado para el análisis de dopantes y contaminaciones así como para su distribución tridimensional.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, en donde los métodos SI S y EDX trabajan de forma independiente pero ambos métodos analizan la muestra sin moverla de posición.

Aun otro objetivo de la presente invención es proporcionar un método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, en donde por el carácter no destructivo de EDX cualquier análisis puede iniciar con este método. Los objetivos de la presente invención antes referidos y aun otros no mencionados, serán evidentes a partir de la descripción de la presente invención y las figuras que con carácter ilustrativo y no limitativo la acompañan, y que a continuación se presentan.

Breve descripción de la figuras.

Figura 1. Se muestra una gráfica de resultados en escala semi-logarítmica de factores de sensibilidad relativa (RSF) para iones secundarios positivos de diferentes elementos, eyectados de una superficie de Si bombardeada por iones primarios de Oxígeno como función del potencial de ionización del elemento. Figura 2. Se muestra una gráfica de resultados en escala semi-logarítmica de factores de sensibilidad relativa (RSF) para iones secundarios negativos de diferentes elementos, eyectados de una superficie de Si bombardeada por iones primarios de Cesio como función de la afinidad electrónica del elemento.

Figura 3. Se muestra un diagrama esquemático de un espectrómetro de masas del tipo IMS-6F Cameca.

Figura 4. Se muestra un diagrama esquemático de la técnica EDX realizada con un cañón de electrones, que se usa normalmente para compensación de la carga superficial que aparece en el proceso de bombardeo iónico de varios materiales con alta resistencia y dieléctricos.

Figura 5. Se muestra una gráfica EDX del espectro de una aleación de Ti con los elementos identificados en el material, acorde al ejemplo 1 .

Figura 6. Se muestra una gráfica de los Factores de Sensibilidad Relativa (RSFs) de los elementos principales encontrados con EDX en la aleación de Ti acorde al ejemplo 1 .

Figura 7. Se muestra el fragmento Z/q 4-36 del espectro de masas de SIMS con los elementos detectados en la aleación de Ti acorde al ejemplo 1 .

Figura 8. Se muestra el fragmento Z/q 30-90 del espectro de masas de SIMS con los elementos detectados en la aleación de Ti acorde al ejemplo 1.

Figura 9. Se muestra el fragmento Z/q 80-160 del espectro de masas de SIMS con los elementos detectados en la aleación de Ti acorde al ejemplo 1.

Figura 10. Se muestra el fragmento Z/q 170-220 del espectro de masas de SIMS con los elementos detectados en la aleación de Ti acorde al ejemplo 1.

Figura H . Se muestra una gráfica de los perfiles en profundidad de SIMS de los elementos detectados con no. atómico 1 a 48 en la aleación de Ti acorde al ejemplo 1.

Figura 12. Se muestra una gráfica de los perfiles en profundidad de SIMS de los elementos detectados con no. atómico 48 a 115 en la aleación de Ti acorde al ejemplo 1.

Figura 13. Se muestra una gráfica del rango de concentración de elementos que puede determinarse mediante el método de la invención (combinación SIMS/EDX) acorde al ejemplo 1.

Figura 14. Se muestra el certificado de la composición de la aleación de Ti acorde al ejemplo 1.

Figura 15. Se muestra una representación de la muestra experimental de película delgada de SiGe utilizada en el ejemplo 2.

Figura 16. Se muestra el espectro EDX obtenido con 10 keV de la muestra N183 (SiGe) de la figura 15, acorde al ejemplo 2.

Figura 17. Se muestra el espectro EDX obtenido con 5 keV de la muestra N183 (SiGe) de la figura 15, acorde al ejemplo 2.

Figura 18. Se muestra el espectro EDX obtenido con 3 keV de la muestra N183 (SiGe) de la figura 15, acorde al ejemplo 2.

Figura 19. Se muestran los perfiles en profundidad de SIMS con monitoreo de ion positivo (+) secundario, obtenidos para la película delgada de SiGe (muestra N183 de la figura 15) para el caso del ejemplo 2.

Figura 20. Se muestran los perfiles en profundidad de SIMS con monitoreo de ion negativo (-) secundario, obtenidos para la película delgada de SiGe (muestra N 183 de la figura 15) para el caso del ejemplo 2.

Figura 21. Se muestra un perfil de profundidad "final" obtenido conforme a la presente invención para la película delgada de SiGe para el caso del ejemplo 2.

Descripción detallada de la invención.

Un instrumento SIMS tiene varios modos de operación: 1. Modo Microscopio-Microsonda, utilizado en el estudio de la distribución lateral de elementos de interés, 2. Modo Perfilómetro utilizado en el análisis de muestras en profundidad, y 3. Modo Espectrómetro utilizado en el análisis elemental de muestras.

La combinación de los modos 1 y 2 proporciona un análisis real en tres dimensiones (3-D) de cualquier elemento o isótopo estable en una estructura sólida.

La corriente de iones eyectados "secundarios" en SIMS es función de la corriente de iones "primarios" j0 y la concentración en la matriz del elemento Cx analizado como se muestra a continuación: I^ Jo ^o ^ P - r (1 ) donde Ytot es el coeficiente total de obtención de átomos del blanco; P* es la probabilidad del elemento analizado para formar iones secundarios positivos o negativos; y Tr es el coeficiente de transmisión del instrumento para un elemento determinado.

Después de comenzar las aplicaciones para SIMS en los años 60 del siglo pasado, se encontró que el coeficiente de obtención de iones secundarios (SIY) de cualquier elemento, el cual se define como el número de iones emitidos por un ion primario lx/j0 de la ecuación (1 ), presenta una dependencia compleja de los iones primarios y la matriz analizada, de las condiciones de vacío de la cámara en la que se encuentra la muestra y, en general, de la composición química de la superficie analizada. Cualquier variación en la composición de la superficie causa un cambio en el coeficiente de obtención de iones secundarios llamado efecto de matriz, lo cual no da oportunidad para cuantificar los resultados experimentales de SIMS. Luego entonces, se concluye que SIMS es, en general, un método cualitativo. En la práctica, la cuantificación de mediciones SIMS es realizada con una medición adicional de un estándar, adquirida bajo las mismas condiciones experimentales. La preparación de estándares es hecha en muchos casos por implantación de iones, incrementando el esfuerzo y el precio que implica dicho análisis. Un coeficiente llamado Factor de Sensibilidad Relativa (RSF por sus siglas en ingles), puede ser obtenido de los estándares, donde la concentración del elemento de interés en otras muestras puede ser calculada si se mide bajo las mismas condiciones experimentales y se multiplica el RFS previamente calculado y la relación de corrientes.

En los últimos 50 años se han desarrollado diferentes teorías para explicar la formación de iones secundarios, tales como el modelo "cuántico" o el modelo "estadístico". De acuerdo a estos modelos, la probabilidad de ionización positiva y negativa de las partículas eyectadas depende de su potencial de ionización (I), la afinidad electrónica (A) y la función de trabajo de la superficie (W) como se muestra a continuación: donde: ? son constantes utilizadas como parámetros de ajuste, e / y A son valores conocidos, sin embargo la función de trabajo de la superficie y 77, son obtenidos teóricamente.

Como puede observarse en las figuras 1 y 2, para diversos materiales existe una buena correlación semi-cuantitativa entre la probabilidad de ionización (ecuación 2) y los datos experimentales. Estas figuras muestran factores de sensibilidad relativa (RSF) para iones secundarios positivos y negativos de diferentes elementos (eyectados de una superficie de Si bombardeada por iones primarios de Cesio y Oxígeno respectivamente), como función del potencial de ionización (figura 1 ) y la afinidad electrónica (figura 2) del elemento. Puede observarse que, análisis cuantitativos pueden realizarse con una exactitud relativamente buena si ?, y los coeficientes de las funciones exponenciales en la ecuación (2) se encuentran por una aproximación lineal en las figuras 1 y 2. Se puede hablar de un análisis con precisión de factor 2 para la mayoría de los elementos, lo cual parece un valor confiable si se estudian concentraciones de elementos menores a 1018 átomos/cm3. En el caso de análisis comparativos de muestras similares, el error relativo no excede el ±20% (error experimental de SIMS). El método de cuantificación descrito utilizando estándares funciona bien si se estudian elementos cuyas concentraciones son menores al 1 % atómico; debajo de este nivel de concentración, el SIY del elemento analizado es proporcional a su concentración. Sin embargo, en el caso de los elementos principales esta dependencia se vuelve no lineal y no predecible, por lo que cualquier análisis de SIMS de composiciones de soluciones sólidas, es decir, semiconductores, aleaciones y muestras multi-fases se vuelve un problema muy serio. La técnica común que se utiliza comprende preparar y medir un conjunto de soluciones sólidas o compuestos cuyas composiciones sean conocidas, de preferencia de 5 a 9 muestras, donde posteriormente la llamada curva de calibración es construida para cada elemento de interés. En consecuencia es necesario invertir un gran esfuerzo para este análisis y sus costos se incrementan radicalmente. Por estas razones, se prefiere usar otras técnicas analíticas para obtener la información necesaria para los elementos principales en estructuras complejas.

Entre otras técnicas, la espectroscopia de energía dispersada (EDX), también conocida como micro-análisis de fotones inducidos por electrones "EPMA", es ampliamente utilizada para el análisis químico de diferentes materiales. En este método, los rayos X característicos resultado de la excitación de la muestra por bombardeo electrónico, son analizados con un detector semiconductor especial Si(Li). La cuantificación directa basada en teorías existentes es fácilmente posible para EDX con un error experimental de solo 1%. Además EDX es una técnica no destructiva y bastante sensible, ya que alcanza un límite de detección para la mayoría de los elementos de 0.01 % atómico, por lo tanto es un método aceptable para el análisis de la mayoría de los elementos principales, así como para dopantes en algunos casos. Además una nueva generación de detectores semiconductores de energía dispersada se ha desarrollado recientemente, los cuales pueden detectar cualquier elemento comenzando de berilio (Be), por lo que esta técnica provee un análisis cuantitativo para cualquier compuesto y soluciones sólidas modernas, tales como lll-V y I l-VI, compuestos ternarios y cuaternarios, así como compuestos SixGei-?, A,BI,IC 2 y A"BIVCvi2, diversos vidrios, SixCyNi-x, SixOi-x, diferentes aleaciones metálicas así como muchos otros matenales.

En este orden de ideas, el método EDX se define como el complemento ideal para SIMS en el caso del análisis elemental de casi todos los materiales sólidos y la mayoría de las películas delgadas. En el método de la presente invención se implementan en combinación ambas técnicas en un solo sistema de ultra alto vacío, donde EDX provee de información para los elementos principales, mientras que SIMS es utilizado para el análisis de dopantes y contaminaciones así como para determinar su distribución tridimensional. De acuerdo con lo que se ilustra en la figura 3, el espectrómetro de masas IMS-6F Cameca 10 está provisto de dos fuentes de iones, un cañón de iones 1 de cesio (Cs+) y duoplasmatron 2 (02+, Ar+). Además posee un cañón de electrones (EG) 3, el cual es usado para compensación de carga durante el análisis SIMS de muestras altamente resistivas o dieléctricas. Este cañón EG 3 provee de un haz de electrones moderadamente enfocado con energías que pueden variar de 0 a 15 keV y corrientes de 0-100 µ?. Dicho cañón de electrones 3 puede usarse de manera efectiva para la excitación de rayos X característicos para la mayoría de los elementos en la mayoría de los materiales de interés. Así mismo, el equipo posee un puerto libre 4 para instalar cualquier cañón de Iones, el cual, para efectos de la presente Invención, es utilizado para instalar un detector de energía dispersada Si(Li) 5 para el registro de rayos X característicos. Es por ello que esta combinación, cañón de electrones (EG) 3 - detector de energía dispersada Si(Li) 5, da la oportunidad de realizar el análisis EDX en el mismo sistema para espectrometría de masas. Conforme a la presente invención, ambos métodos trabajan de forma independiente pero ambos métodos analizan la muestra sin moverla de posición, esto es, en la misma cámara de vacío, donde la técnica SIMS puede usarse de la manera estándar, mientras que la técnica EDX puede realizarse como se muestra en la figura 4, en el momento en que el haz de iones 6 que provocan la erosión primaria sobre la muestra 7 sea detenida. Por el carácter no destructivo de EDX, cualquier análisis podrá iniciar con el método de la invención. Si se necesita analizar con SIMS cualquier material desconocido, los datos obtenidos de un análisis cuantitativo con EDX podrán utilizarse para la calibración de los datos de SIMS. Debido a que se puede realizar un análisis EDX para cualquier elemento en una concentración de 0.01-100% atómico, los elementos con una concentración en el rango de 0.01-1 % atómico serán utilizados como calibración en SIMS mediante el uso de teorías existentes (véase ecuación 2); es decir, ?? y los coeficientes de las exponenciales en la ecuación 2 serán encontrados para este régimen experimental y posteriormente a la calibración, los datos de SIMS correspondientes a concentraciones menores a 1 % atómico podrán cuantificarse de manera precisa debido a la dependencia exponencial entre SIY, el Potencial de Ionización y la Afinidad Electrónica de los elementos de interés.

Conforme lo anterior y para efectos de la presente invención, el método de la invención comprende las etapas de: a) Instalar en un puerto libre de un espectrómetro de masas un detector de energía dispersada Si(Li) para el registro de rayos X, b) Colocar la muestra en estudio en una cámara de ultra alto vacío del espectrómetro de masas, c) Activar el cañón de electrones del espectrómetro de masas para lograr la excitación de rayos X característicos de la muestra en estudio, donde dicho cañón de electrones provee de un haz de electrones moderadamente enfocado con energías que pueden variar de 0 a 15 keV y corrientes de 0-100 µ?, d) Analizar los rayos X generados en la etapa (c) anterior con el detector de energía dispersada Si(Li) y buscar factores de sensibilidad (RSF) para la técnica SIMS, e) Calibrar con los factores de sensibilidad (RSF) obtenidos del análisis cuantitativo con EDX de la etapa (d) los datos de SIMS mediante el uso de teorías existentes, y f) Analizar con SIMS cualquier material desconocido de la muestra en estudio.

Es importante hacer notar que la instalación de EDX puede ser aplicada a cualquier tipo de espectrómetros de masas ya sea de sector magnético, quadrupole ó de tiempo de recorrido.

Una muestra clara del uso de la combinación de estos métodos conforme a la presente invención, es el análisis de vidrios volcánicos u obsidianas. Las obsidianas son básicamente la mezcla de óxidos tales como por ejemplo, Si02, Al203, Fe203, NaO, KO, MnO, H2O, TiO, ZrO, etc. El estudio de este tipo de muestras es un objeto de estudio muy popular en la arqueología y geoquímica por muchas razones. El método SIMS no es usado en estos casos ya que es muy complicada la composición de este tipo de muestras, a diferencia de XRF y EPMA que son los métodos que tradicionalmente son usados para su análisis cuantitativo. El método XPS (ó EPMA) ofrece información cuantitativa de diferentes elementos, información que puede usarse para la cuantificación con SIMS de los mismos elementos y más, por ejemplo, para todos los elementos con concentraciones por debajo de 1 % (Cr, Co, Ni, Nb, Mo, Ag, Cd, Cs, Ce, La, Ta, Pb, etc.) y también para elementos ligeros (B, Be, Li, F, C, N, F), los cuales no pueden ser analizados con XRF (EPMA). La calibración antes mencionada ofrece una oportunidad única para el análisis por SIMS del fenómeno de hidratación en obsidianas. La idea general de este análisis es usar la penetración de hidrogeno en obsidiana como referencia para determinar la edad de la obsidiana. Desafortunadamente, la difusión de hidrogeno depende fuertemente y de una manera no estudiada de la composición química de la obsidiana, siendo que actualmente no existe teoría que haga posible el uso de este método para la comparación de diferentes artefactos arqueológicos encontrados en diferentes lugares. Se sabe que SIMS puede resolver este problema mediante investigación sistemática de la difusión de H que es acompañada por la redistribución de otros elementos químicos en la obsidiana.

Entonces, se debe remarcar que el método de la presente invención abre un amplio abanico de oportunidades únicas de análisis, ya que en el transcurso de un solo experimento, se puede realizar en cualquier elemento y en la mayoría de los materiales sólidos, un análisis cuantitativo de todos los elementos principales, dopantes y contaminantes en un rango de concentración desde 100% atómico hasta 10'7 en porcentaje atómico.

Aunado a lo anterior, el cañón de electrones que se usa en conjunto con el sistema electro-óptico del espectrómetro de masas permite la variación de energía de los electrones primarios en el rango de 0 a 15 keV, lo que significa que se puede variar fuertemente la longitud de penetración de electrones y, en consecuencia, el volumen analizado, debido a la alta transparencia de rayos X secundarios en comparación con electrones, y se puede efectuar la llamada "Espectroscopia de rayos X de baja energía" (LEXES por sus siglas en ingles), método que es usado con efectividad para el análisis de muestras implantadas en las cuales la unión es superficial. Es necesario observar que este análisis es no destructivo de las muestras bajo análisis.

Un gran interés práctico representa la distribución lateral de dopantes y contaminaciones sobre la superficie de películas delgadas o interfaces; en este sentido, se pueden realizar análisis SIMS de la distribución lateral con resolución de alrededor de 1 micrómetro. Desafortunadamente debido a efectos de matriz, el estudio SIMS de distribuciones laterales así como los análisis tridimensionales están limitados a un análisis de la razón de isótopos y a mostrar algunas inhomogeneidades sin una estimación real acerca de la fase en áreas localmente observables. En la práctica los efectos de matriz son responsables de una falsa imagen, ya que cualquier cambio local de la obtención de iones secundarios (de hasta un orden en magnitud) puede interpretarse erróneamente como un cambio de la concentración elemental. Como puede observarse en lo descrito aquí, el nuevo método combinado SIMS-EDX de la presente invención da la oportunidad única de resolver este problema.

Como podrá observarse más adelante, con el método de la invención pueden realizarse análisis cuantitativos precisos de composición de diversos materiales sin necesidad de utilizar patrones estándar, tanto en volumen como en películas delgadas.

Los métodos EDX y SIMS no permiten por si solos realizar las determinaciones cuantitativas descritas para el método de la presente invención, debido a que de manera independiente tienen las siguientes desventajas: a) Técnica analítica EDX.

Dicha técnica se realiza mediante bombardeo de superficies de un material sólido con electrones acelerados con energía desde 1 keV hasta 30 keV de donde resulta la emisión de rayos X característica del material. El análisis de estos rayos X de cierta energía permite determinar la composición química de la muestra analizada debido a que cada átomo que conforma el material emite rayos X de cierta energía característica.

Características analíticas: a) Todos los elementos desde Carbono hasta Uranio pueden ser analizados, mientras que los elementos que no es posible analizar con dicha técnica son H, He, Li, Be y B; b) Ofrece un limite de detección para elementos analizados de hasta unos 0.01 % atómicos, dependiendo significativamente la sensibilidad del método del numero atómico Z; c) El volumen mínimo (zona de excitación de rayos X) analizado depende de la energía de electrones primarios y densidad atómica de la muestra, y varía desde 0.2 mícrones hasta 10 micrones de aproximación en relación a las energías mencionadas anteriormente (0.5-30 keV); d) Es un método realmente cuantitativo, ya que es posible calcular la composición de la muestra desde el inicio con una falla experimental del 1 %. Cuando el análisis se realiza con el uso de patrones, el método ofrece una cuantificación con una precisión de <1 %; y e) Es una técnica no destructiva. b) Técnica analítica SIMS.

Dicha técnica se realiza mediante bombardeo de superficie de la muestra analizada con iones acelerados con energía desde 0.5 keV hasta 20 keV que resulta en una destrucción de la estructura atómica del material y la emisión de átomos superficiales (secundarios) con varias cargas eléctricas: positiva, negativa o neutra. Un análisis de la masa atómica de las partículas secundarias cargadas positiva o negativamente, ofrece información completa sobre la composición del material analizado. La erosión continua del matenal con iones primarios no permite estudiar la composición del material en tres dimensiones.

Características analíticas: a) Todos los elementos de la tabla periódica pueden ser analizados; b) Se obtiene una sensibilidad de hasta 10"7 % atómicos para la mayoría de los elementos; c) Es posible obtener una mejor resolución lateral de un micrón y en profundidad de hasta 1 nm; d) Es un método destructivo; e) El análisis cuantitativo solo es posible con el uso de patrones especiales; el propio patrón para cada elemento de interés debe ser elaborado y hecho del mismo material que se analiza; f) El análisis cuantitativo se realiza para elementos con concentración por debajo de 1 % atómico. En el rango de 10"7% atómico a 1 % atómico, la relación entre corriente de iones secundarios (/J y la concentración del elemento analizado (C) es una función lineal conforme a lo siguiente: Cx= constante*lx / lm (3) donde /, es la intensidad de iones del elemento analizado (x) y elemento de matriz (m); la constante se llama Factor de Sensibilidad Relativa (RSF); g) El análisis se realiza con una falla experimental de ± 20%; y h) Cuando la concentración del elemento de interés excede 1 % atómico, durante el análisis aparece una dependencia no-lineal entre RSF y la concentración del elemento actual. Esta dependencia llamada "efecto de matriz", no es conocida actualmente y depende de diversos factores, tales como el régimen de análisis, los iones primarios usados, etc. La cuantificación en este caso es un trabajo muy complejo que incluye la medición de una serie de patrones especiales de composición conocida y la elaboración de una "curva de calibración". El análisis presenta una falla experimental de ± 50%.

Con EDX se puede obtener la concentración de elementos principales en diversos materiales con una precisión perfecta (<1 %), mientras que el análisis de elementos de baja concentración que se realiza con SIMS se hace con una precisión de ± 20%. Sin embargo, cuando dichas técnicas se unen en un solo equipo conforme a la presente invención, se analiza la misma área ó volumen y la calibración de la técnica SIMS con resultados obtenidos con EDX (standardless analysis) resulta posible.

Mediante la presente invención, por ejemplo, es posible realizar análisis de materiales tales como: a) Semiconductores y dieléctricos compuestos (de volumen y películas gruesas), b) Ternarios y cuaternarios de lll-V y I l-VI , formados con elementos AI-ln-Ga-As-Sb-P, c) Nitritos- III, formados con elementos AI-Ga-ln-N, d) Semiconductores SiyGe1-y y SiyC1 -y, e) Oxinitritos SiOyN1-y (nueva generación de aislantes en dispositivos MOS), y f) Celdas solares GICS (formadas con elementos Cu-ln-Ga-Se-S).

Como puede observarse, mediante el método de la invención es posible realizar un análisis cuantitativo de la composición de diversos materiales en volumen y en películas delgadas y/o gruesas.

Para todos los materiales mencionados y similares, una de las formas en la que se realiza el análisis acorde con la presente invención por ejemplo, comprende la determinación de la composición del material y/o compuesto con la técnica EDX y posteriormente realizar un análisis de contaminantes e impurezas con la técnica SIMS incluyendo un análisis en tres dimensiones, lateral (X-Y) y en profundidad. Como ya se ha mencionado, por separado cada uno de estos métodos (SIMS y EDX) ofrece una información muy limitada sobre la composición de los materiales en estudio.

Para el caso del análisis mediante el método de la invención de materiales semiconductores y dieléctricos compuestos preparados en forma de las películas delgadas, todos los materiales mencionados anteriormente pueden ser analizados. En este caso para la técnica EDX, la energía de los electrones primarios debe ser baja, por ejemplo de 5 keV, variándola desde 0.5 keV hasta 5 keV, dependiendo de los elementos de interés y del espesor de película. Posteriormente la técnica SIMS se aplica de manera tradicional y como se ha descrito aquí.

Para el caso del análisis de semiconductores implantados con una energía de implantación baja de 10 keV ("shallow junction") así como dispositivos basados en Si de nueva generación, la implantación de elementos dopantes tales como B, P, As, Sb, etc. con baja energía resulta en la formación de un perfil muy delgado de este elemento en la matriz con un espesor característico de menos de 5 nm. Tradicionalmente, los semiconductores implantados se analizan con la técnica SIMS (un perfil en profundidad) donde por definición, el elemento implantado se encuentra en un rango de concentración de 1014 hasta 1021 átomos/cm3. Sin embargo, un bombardeo de la superficie de estos materiales con iones de otra naturaleza (en proceso de análisis con la técnica SIMS) resulta en la formación de una película compuesta sobre la superficie (elementos de matriz mas iones implantados). Como resultado, el efecto transitorio aparece en el proceso de medición de los perfiles en profundidad los cuales no permiten analizar correctamente los primeros nanómetros de profundidad (1-3 nm), el, cual depende de la energía de los iones primarios. El resultado de este efecto transitorio es una falla grande en la definición de las dosis de implantación realizada con la técnica SIMS.

En contraste con lo anterior, en el análisis de dichos materiales mediante el método de la presente invención, la concentración de los elementos implantados con una dosis superior de 1013 iones/cm2 y con una energía baja de 10 keV en el máximo implantado, alcanza los porcentajes atómicos. Esta concentración puede ser obtenida con la técnica EDX de baja energía de electrones primarios (<5 keV) con una alta precisión (<1 % de falla). Posteriormente esta dosis experimental puede ser aplicada para actualizar los resultados obtenidos con SIMS (un perfil en profundidad) para los primeros 2-3 nanómetros del perfil del material. Es importante mencionar que conforme a la presente invención, los análisis SIMS y EDX se realizan en la misma cámara de análisis, sobre la misma área de análisis y, prácticamente, al mismo tiempo (tiempo promedio de un análisis es 20 min), lo que permite obtener resultados en un corto tiempo, limitar la manipulación de la muestra del material a analizar y obtener resultados más confiables.

Respecto del análisis químico de materiales con una composición muy compleja (conteniendo al menos 10 elementos), como por ejemplo vidrios (incluyendo naturales), materiales cerámicos, aleaciones metálicas, etc., tradicionalmente la técnica EDX se utiliza para su análisis, sin embargo y tal como se ha mencionado anteriormente, solo los elementos principales de dichos materiales pueden ser analizados con dicha técnica.

En contraste con lo anterior, en el análisis de elementos dopantes y/o contaminantes (con concentración menor a 0.1 % atómico) mediante el método de la presente invención, así como también sus distribuciones en profundidad en el material (películas delgadas, estudio de la difusión, etc.) y sobre la superficie del mismo, se realizará con SIMS, disponiéndose a una calibración de SIMS con los resultados obtenidos con EDX. Conforme a la presente invención, esta calibración ofrecerá Factores de Sensibilidad para todos los elementos de la tabla periódica (gracias a una dependencia exponencial entre ionización de átomos eyectados y su potencial de ionización). Entre otras ventajas, la aplicación de SIMS para el análisis de una amplia variedad de materiales conforme al método de la invención, ofrece la oportunidad de analizar cuantitativamente los elementos ligeros y sus isótopos, tales como por ejemplo H, D, Li, C, N, O.

Por otra parte, el método de la presente invención permite estudiar y analizar materiales como por ejemplo, elementos de tierras raras (REE) en vidrios volcánicos (geo- química y geo- cronología), hidrógeno en obsidianas para la datación de obsidiana por hidratación (arqueología y geología), composiciones elaboradas de vidrios (industria del vidrio), composiciones cerámicas elaboradas (industria de cerámica) y composiciones de aleaciones metálicas (metalurgia y materiales especiales).

Mejor manera de llevar a cabo la invención.

En la presente invención, el sistema electro-óptico de un cañón de electrones CAMECA es modificado para introducir la posibilidad de rastreo para el cañón de electrones (inicialmente el cañón de electrones CAMECA no rastrea). La misma señal para rastreo es aplicada a un monitor CRT, en el cual la señal eléctrica para cada píxel es modulada por las intensidades experimentales de rayos X características del elemento analizado. Por lo que es posible realizar análisis de la distribución lateral por EDX (o un método EPMA verdadero). El cañón de electrones puede enfocarse en aproximadamente 1 micrometro lo cual corresponde a la resolución lateral durante el análisis SIMS. Nuevamente el análisis no destructivo EDX de la superficie de interés proporciona información cuantitativa verdadera acerca de la distribución lateral de los elementos de interés, además, el análisis SIMS de la misma área superficial es realizado. Una comparación de los datos de SIMS con los datos de EDX proporciona la información necesaria para mejorar los modelos existentes de SIMS y obtener una cuantificación real de los datos de SIMS.

Los siguientes ejemplos se muestran para ilustrar la presente invención sin que estos pretendan limitar su alcance.

Ejemplo 1. Análisis químico de una aleación de Ti certificada con el método de la presente invención.

Etapa I.

Se realizó el análisis de los elementos principales del material a analizar (concentración desde 0.1 % hasta 100%) mediante la técnica EDX, realizando la cuantificación directamente sin el uso de patrones (standardless).

Etapa II.

Se realizó el análisis de todos elementos del material mediante la técnica SIMS, realizando la cuantificación en dos etapas de la siguiente forma: a) Con los elementos principales analizados con EDX, se buscaron factores de sensibilidad para SIMS (RSF) de los elementos analizados (valores tabulados), los cuales fueron graficados posteriormente como función del potencial de ionización (Ip) para iones positivos, y como función de la Afinidad Electrónica para iones negativos. La dependencia RSF - Ip (RSF - Ae) fue graficada en escalas semi-logarítmicas formándose una línea recta, la cual proporciona valores de RSF para otros elementos de interés; y b) Con los RSFs detectados, se cuantificaron otros elementos, los cuales fueron observados en el espectro de masas de SIMS.

En la figura 5 se puede observar el espectro EDX resultante de la aleación de Ti con los elementos identificados.

Conforme a la figura 5 puede observarse una señal de Al que está relativamente alta debido al pulido de la superficie de la muestra analizada con una pasta de corundo (AI2O3), así como dos señales en el espectro no marcadas que corresponden a W y Ni, materiales que comúnmente aparecen en este tipo de muestras.

La tabla 1 muestra la concentración de los elementos principales encontrados en la aleación de Ti analizada mediante EDX.

Tabla 1 *l_a concentración está sobreestimada por el corundo de Al usado para pulir la superficie.

Los Factores de sensibilidad encontrados con EDX, como función del potencial de ionización de los elementos se observan en la figura 6. Respecto a la densidad de la aleación de Ti, esta fue estimada igual a densidad del Ti puro (5.66e22 átomos/cm3). Todos los cálculos aquí presentados y los que se presentan más adelante se realizaron en % atómicos.

Los fragmentos del espectro de masas de SIMS con los elementos detectados en la aleación Ti se muestran en las figuras 7 a 10.

Como puede observarse, en el espectro de masas se identificaron elementos no mencionados en el certificado de la figura 14, tales como B, Na, K, Ca e In. El espectro no muestra el Hidrogeno, pero si fue posible detectarlo; tampoco se muestra el rango de masas desde 1 u.m.a. hasta 10 u.m.a., y desde 160 u.m.a. hasta 180 u.m.a., debido a que no existieron señales en este rango, excepto para el H.

Los perfiles en profundidad de los elementos detectados en la aleación Ti fueron obtenidos mediante SIMS (figuras 1 1 y 12), obteniéndose la concentración de los mismos (átomos/cm3) (ver tabla 2) mediante los Factores de Sensibilidad encontrados previamente. En este caso, el Oxígeno se midió como isótopo 18O debido a que existe erosión del material por iones de oxígeno 160+.

Tabla 2 (% atómicos) Tabla 2 continuación * Falla por contaminación superficial que ocurre por pulido con corundo.

** Elementos detectados con EDX y que fueron usados para la calibración de SIMS. n/d No determinado.

Como puede observarse, mediante el método de la presente invención es posible realizar un análisis químico cuantitativo sin necesidad de utilizar patrones en todo el rango de concentraciones, por ejemplo desde 100% y hasta 1 E-6% atómicos. Así mismo las mediciones realizadas con EDX ofrecen una cuantificación de los elementos principales (0.1 %-100% atómicos) con una precisión de ±10% relativas, mientras que los elementos de baja concentración detectados en el material se analizan con SIMS (después de la calibración con los datos de EDX) con una precisión de factor 2 (o ± 50% relativas) (ver figura 13).

Ejemplo 2. Análisis de películas delgadas de SiGe (500nm) crecidas sobre Silicio mediante el método de la invención.

Una muestra de película delgada de SiGe con las características mostradas en la figura 15 se analizó mediante el método de la invención.

En las figuras 16, 17 y 18 se muestran los espectros EDX obtenidos para el material de SiGe analizado, obtenidos mediante energía de electrones primarios de 10 keV, 5 keV y 3 keV. La tabla 3 muestra la composición de la película SiGe definida mediante EDX con diversas energías de electrones.

Tabla 3 Como puede observarse, con la energía de electrones de 3 keV es posible realizar, con el sistema EDX instalado sobre el equipo SIMS conforme a la presente invención, un análisis verdaderamente cuantitativo de una película delgada de SiGe de 0.5 micrones sin utilizar patrones, con una falla de < 2%.

Respecto de los perfiles en profundidad obtenidos por SIMS (intensidad de los iones como función del tiempo de la erosión) para la película delgada de SiGe a partir de la muestra N183 (ver figuras 19 y 20), solo se muestran los elementos principales, los cuales se midieron en los primeros 100nm de la película SiGe. Las correcciones de resultados obtenidos con SIMS para la película delgada de SiGe (la muestra marcada como N183) se realizaron mediante el cálculo de las concentraciones para SIMS de manera estándar utilizando los siguientes factores de sensibilidad (RSF), obtenidos para patrones implantados: Para Si+: 5e22, Ge+:1.5e23 (respecto a Si), Si+: 1.2e22 y Ge+:4.4e22 (respecto a Ge).

Para Si-: 5e22, Ge-:1.5e23 (respecto a Si), Si-: 1.2e22 y Ge-:4.4e22 (respecto a Ge).

En la tabla 4 se muestran los resultados de SIMS con referencia a Si implantado en matriz Ge y a Ge implantado en matriz Si, realizándose los cálculos para dos regímenes diferentes: medición de iones positivos y negativos. El método tercero (SEM/EDX, AES) ofrece la composición correcta de la película y se muestran como una referencia.

Como puede observarse, la medición con la técnica SIMS de los elementos principales en la película SiGe ofrece resultados con una falla de 18-26% para iones positivos y de 31-37% para iones negativos, si se realizan los cálculos con los factores de sensibilidad obtenidos con patrones implantados1. Así mismo, debido a que la técnica SIMS no es cuantitativa, la cuantificación de los datos experimentales desde el inicio sin patrones es imposible2.

Tabla 4 En la figura 21 se muestra el Perfil de profundidad "final" obtenido para el material analizado mediante el método de la invención, donde se observa la concentración de los elementos de interés como función de la profundidad en el material. La concentración de los elementos principales (Si, Ge) fue calculada con datos del análisis EDX, mientras que los elementos dopantes y contaminantes (H, C, N, O) fueron re-calculados de manera estándar SIMS con patrones implantados.

Como puede observarse de lo anterior, la presente invención proporciona, a través de la técnica SIMS una cuantificación de los elementos principales del material, así como también para el resto de los elementos que existan, aun en una baja concentración, con una falla de ±20%1, mientras que la técnica EDX proporciona una cuantificación de dichos elementos con una falla de menos de 2% atómico.

En conclusión, la presente invención proporciona un análisis verdaderamente cuantitativo de los elementos que conforman materiales de película, donde los elementos con concentración baja (< 0.1 % atómico) se miden con SIMS con una precisión de ±20% de falla, mientras que los elementos principales se miden con EDX con una precisión de 2% de falla, todo de manera simultánea y sin utilizar estándares y/o patrones.

Referencias. 1. R.G. Wilson, F.A. Stevie, C.W. Magee, Secondary Ion Mass Spectrometry, A Practical Handbook for Depth Profiling and Bulk Impurity Analysis, Wiley, 1989, p. 543.

Benninghoven, F. G. Rüdenauer, H. W. Werner, ¡n Secondary Ion Mass Spectrometry Basic Concepts, Instrumental Aspects, Applications and Trends, Wiley: New York, 1987, p. 310.

Claims (1)

1. Un método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, para análisis químico cuantitativo de diversos materiales sólidos y películas delgadas, caracterizado porque comprende las etapas de: a) Instalar en un puerto libre de un espectrómetro de masas un detector de energía dispersada Si(Li) para el registro de rayos X; b) Colocar la muestra en estudio en una cámara de ultra alto vacío del espectrómetro de masas; c) Activar el cañón de electrones del espectrómetro de masas para lograr la excitación de rayos X característicos de la muestra en estudio, este cañón de electrones provee de un haz de electrones moderadamente enfocado con energías que pueden variar de 0 a 15 keV y corrientes de 0-100 µ?; d) Analizar los rayos X generados en la etapa (c) con el detector de energía dispersada Si(Li) y buscar factores de sensibilidad (RSF) para la técnica SIMS; e) Calibrar con los factores de sensibilidad (RSF) obtenidos del análisis cuantitativo con EDX de la etapa (d) los datos de SIMS mediante el uso de teorías existentes; y f) Analizar con SIMS cualquier material desconocido de la muestra en estudio. El método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, tal y como se ha reclamado en la reivindicación 1 , en donde el espectrómetro de masas al que se instala el detector de energía dispersada, está provisto de dos fuentes de iones: un cañón de iones de cesio (Cs+) y un duoplasmatron (02+, Ar+), y posee un cañón de electrones, el cual es usado para compensación de carga durante análisis SIMS de muestras altamente resistivas o dieléctricas. El método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, tal y como se ha reclamado en la reivindicación 1 , en donde el espectrómetro de masas al que se instala el detector de energía dispersada puede ser del tipo: sector magnético, quadrupole ó tiempo de recorrido. El método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, tal y como se ha reclamado en la reivindicación 1 , en donde los factores de sensibilidad (RSF) obtenidos del análisis cuantitativo con EDX de la etapa (d), se grafican como función de potencial de ionización (Ip) para iones positivos, y como función de afinidad electrónica, para iones negativos, de los elementos analizados, de tal manera que la dependencia RSF - Ip y RSF - Ae con escalas semi-logarítmicas forma una línea recta que da valores de RSF para otros elementos de interés que se encuentran en la muestra en estudio. El método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, tal y como se ha reclamado en la reivindicación 1 , en donde durante la etapa (d) es posible realizar el análisis de la distribución lateral por EDX o un método EPMA, cuando el cañón de electrones se enfoca en aproximadamente 1 micrómetro, lo cual corresponde a la resolución lateral durante el análisis SIMS, con lo cual se obtiene una información cuantitativa acerca de la distribución lateral de los elementos de interés sobre la muestra en estudio. El método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, tal y como se ha reclamado en la reivindicación 1 , en donde el análisis EDX se puede realizar para cualquier elemento en una concentración de 0.01-100% atómico, del cual los elementos con una concentración en el rango de 0.01-1 % atómico serán utilizados como calibración en SIMS. El método combinado de espectroscopias de masas de iones secundarios y de rayos X de energía dispersada, tal y como se ha reclamado en la reivindicación 1 , en donde la calibración de SIMS de la etapa (e) mediante factores de sensibilidad (RSF), se realiza a través de la siguiente ecuación: en donde, ?? y los coeficientes de las exponenciales de dicha ecuación son encontrados para este régimen experimental, y posteriormente a la calibración los datos de SIMS correspondientes a concentraciones menores a 1 % atómico podrán cuantificarse de manera precisa debido a la dependencia exponencial entre SIY, el Potencial de Ionización y la Afinidad Electrónica de los elementos de interés de la muestra en estudio.