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IG20 5 keV 氬氣/氧氣離子槍-UHV 表面分析離子源

Hiden IG20 5 keV 氬氣氧氣離子槍 UHV SIMS XPS Auger 表面分析

IG20-5 keV 氬氣/氧氣離子槍 UHV 表面分析離子源

高亮度 Gas Ion Source,專為 SIMS、XPS、Auger、Depth Profiling、Imaging 與 Surface Cleaning 設計

Hiden IG20 是一套專為 Ultra-High Vacuum Surface Analysis 所設計的 5 keV Gas Ion Gun,採用 High-Brightness Electron Impact Gas Ion Source,特別針對 Oxygen Ion Beam Operation 最佳化,同時亦可使用 Argon、Xenon 與其他適用氣體。

IG20 可作為 SIMS、Auger Electron Spectroscopy 與 XPS 的 Primary Ion Beam,用於Depth Profiling、Secondary Ion Imaging、Sample Cleaning 與一般 Surface Science Experiments

IG20 系統概述

以高亮度 Gas Ion Beam、Internal Raster Scan 與廣泛 Operating Parameters 支援多種 UHV Surface Analysis。

IG20 使用 Electron Impact Gas Ion Source 將 Oxygen、Argon、Xenon 或其他適用氣體離子化,再利用 Ion Optics 形成可控制的 Primary Ion Beam。

Hiden 官方將 IG20 定位為 SIMS、Auger 與 XPS 的 Primary Ion Source,可用於 Imaging 與 Depth Profiling。

除了材料分析之外,IG20 的 Internal Raster Scan 與廣泛 Beam Operating Range 也使其適合 Sample Cleaning、Controlled Sputtering 與其他 Surface Science Experiments。

在 Hiden SIMS Workstation 中,IG20 常作為 Oxygen Primary Ion Source,搭配 MAXIM 或 EQS SIMS Analyzer 進行 Positive Secondary Ion Analysis、Thin Film Depth Profiling 與 Elemental Mapping。

Oxygen、Argon 與 Noble Gas Primary Ion Beam

依 Secondary Ion Yield、Material Sputtering 與 Surface Cleaning 目的選擇適合的 Gas Species。

Oxygen Ion Beam

IG20 的 Electron Impact Ion Source 特別針對 Oxygen Capability 最佳化。Oxygen Primary Ion Bombardment 可提高許多 Electropositive Elements 的 Positive Secondary Ion Yield,適合 SIMS Dopant、Trace Element、Thin Film 與材料組成分析。

Argon / Noble Gas Ion Beam

Argon 等 Noble Gas 為 Surface Analysis 常用的 Inert Sputtering Gas,可用於 XPS、AES、SIMS 的 Surface Cleaning、Controlled Material Removal、Depth Profiling 與 SNMS Applications。

Internal Raster Scan 與 Depth Profiling

控制 Primary Ion Beam 在樣品表面進行 X-Y Scanning,建立較均勻的 Sputter Crater。

Ion Beam Raster Control

IG20 具備 Internally Generated Raster Scan,可讓 Primary Ion Beam 在設定 Sample Area 內持續進行 X-Y Scanning,而不是長時間集中轟擊單一位置。

均勻 Rastering 有利於形成較平坦的 Sputter Crater,這對 SIMS、XPS 與 Auger Depth Profiling 非常重要,可降低不均勻 Material Removal 與 Crater Geometry 對深度解析造成的影響。

當 IG20 搭配 Hiden SIMS Workstation 使用時,Primary Ion Beam Raster Area 與 Scan Rate 可與 SIMS Data Acquisition 進一步整合,以進行 Gated Depth Profiling 與 Elemental Mapping。

IG20 在 SIMS 中的分析角色

利用 Oxygen Primary Ion Beam 提升 Positive Secondary Ion Sensitivity。

在 SIMS Analysis 中,不同 Primary Ion Species 會直接影響 Secondary Ion Yield。

Oxygen Bombardment 常用於提升 Electropositive Elements 的 Positive Secondary Ion Yield,因此 IG20 是 Hiden SIMS Workstation 進行 Positive SIMS Depth Profiling 的重要 Primary Ion Source。

Hiden 官方 SIMS 技術資料已有使用 IG20 Oxygen Primary Ion Beam 進行 Semiconductor Implant Depth Profiling 與 Multilayer Thin Film Analysis 的實際案例。

對 Semiconductor、Thin Films、Optical Coatings、Oxides 與 Advanced Materials,適當控制 Oxygen Ion Energy、Current、Raster Area 與 Analysis Gate,可取得高靈敏度的 Depth-Resolved SIMS Data。

XPS 與 Auger Sputter Depth Profiling

利用受控 Ion Beam 逐層移除材料,建立 Composition / Chemical State versus Depth 資訊。

IG20 不僅能作為 SIMS Primary Ion Gun,也可整合至 XPS 與 Auger Electron Spectroscopy System 作為 Sputter Source。

在 XPS Depth Profiling 中,IG20 逐層去除材料表面,再由 XPS 分析不同深度位置的 Elemental Composition 與 Chemical State。

在 AES / Auger 分析中,同樣可利用 Ion Sputtering 研究 Surface Contamination、Oxide Layers、Thin Films、Multilayer Structures 與 Material Interfaces。

Twin User-Switchable Filaments

雙 Filament 設計提高長時間分析與設備持續運轉能力。

IG20 配置 Twin User-Switchable Filaments。

若目前使用中的 Filament 在實驗期間失效,操作者可切換至另一組 Filament 繼續運作,而不必立即拆卸 Ion Gun 進行維修。

失效的 Filament 可在後續適合的 Maintenance Window 再進行更換。

這項設計對長時間 Depth Profiling、Continuous Materials Analysis 與需要較高 Instrument Availability 的研究環境特別有價值。

Beam Control 與 Diagnostics

精確設定 Primary Ion Beam,並確認 Beam Current、Profile 與 Raster Condition。

IG20 的 Ion Gun Operating Parameters 可與 Hiden Surface Analysis Software 整合,進行 Beam Condition、Raster Area 與 Analysis Setup 控制。

Hiden Surface Analysis Ion Gun System 亦提供 Electron-Suppressed Faraday Measurement,可用於 Beam Current 與 Profile Diagnostics。

對 SIMS 與 Depth Profiling 而言,Primary Ion Current、Beam Shape、Raster Area 與 Spot Size 會直接影響 Sputter Rate、Crater Geometry、Depth Resolution 與分析 Repeatability。

因此建立可重複的 Beam Setup,是長時間 Surface Analysis 與不同批次 Sample Comparison 的重要條件。

IG20 主要特色

針對 UHV SIMS、XPS、Auger、Depth Profiling 與 Surface Science 所設計。

  • 5 keV Gas Ion Source
  • High-Brightness Electron Impact Gas Ion Source
  • Optimised for Oxygen Ion Operation
  • Suitable for Argon、Xenon and Other Gases
  • SIMS Primary Ion Beam
  • XPS / Auger Sputter Source
  • Internally Generated Raster Scan
  • Depth Profiling / Surface Imaging
  • Sample Cleaning / Surface Science
  • Twin User-Switchable Filaments
  • Electron-Suppressed Faraday Beam Diagnostics
  • Suitable for Integrated UHV Surface Analysis Systems

IG20 系統重點規格

依 Hiden Analytical 現行 IG20 官方產品資料整理。

System Type Gas Primary Ion Gun for UHV Surface Analysis
Ion Source Type High-Brightness Electron Impact Gas Ion Source
Maximum Ion Energy 5 keV
Primary Ion Gases Oxygen / Argon / Xenon / Other Suitable Gases
Main Applications SIMS / Auger / XPS
Surface Analysis Modes Depth Profiling / Imaging / Surface Cleaning / Surface Science
Raster Scan Internally Generated Beam Raster Scan
SIMS Application Oxygen Primary Ion Beam for Sensitive Positive Secondary Ion Analysis
Inert Gas Application Sputter Cleaning / Depth Profiling / SIMS / SNMS
Filaments Twin User-Switchable Filaments
Beam Diagnostics Electron-Suppressed Faraday Measurement
Integration Hiden SIMS Workstation / XPS / Auger / Custom UHV Surface Analysis Systems

Gas Ion Source 與 UHV Surface Analysis

在導入工作氣體的同時,維持適合高靈敏度表面分析的真空環境。

Gas Ion Gun 運作時需要向 Ion Source Region 導入 Oxygen、Argon 或其他工作氣體,因此 Ion Source 區域的 Gas Load 會高於主 Analysis Chamber。

實際 UHV Surface Analysis System 必須利用適當的 Ion Source Geometry 與 Vacuum Architecture,降低工作氣體對 Main Analysis Chamber 的影響。

對 SIMS、XPS 與 AES 等 Surface-Sensitive Techniques 而言,穩定且潔淨的 Vacuum Condition 對降低 Background Contamination、保持 Surface Integrity 與取得可靠 Depth Profile 非常重要。

IG20 典型應用

從高靈敏度 Positive SIMS 到 XPS / AES Depth Profiling 與一般 UHV Surface Science。

SIMS Depth Profiling

利用 Oxygen 或其他適合的 Primary Ion Beam 逐層濺射 Thin Film、Dopant、Interface 與 Multilayer Materials,建立 Elemental Depth Profile。

Positive SIMS Enhancement

Oxygen Primary Ion Bombardment 可提升多種 Electropositive Elements 的 Positive Secondary Ion Yield。

XPS Depth Profiling

逐層去除 Sample Surface,再以 XPS 研究 Elemental Composition 與 Chemical State 隨深度方向的變化。

Auger / AES

作為 AES Sputter Ion Gun,用於 Surface Cleaning、Thin Film、Oxide Layer 與 Depth Profiling。

Surface Cleaning

利用 Argon 或其他 Inert Ion Beam 移除表面 Contamination,準備後續 Surface Analysis。

Secondary Ion Imaging

利用 Primary Ion Raster Control 搭配 SIMS Analyzer,進行 Elemental Mapping 與 Chemical Distribution Analysis。

Surface Science

利用可控制的 Ion Bombardment 研究 Sputtering、Surface Modification、Ion-Solid Interaction 與材料表面行為。

Custom UHV Systems

可整合至 Research Surface Science Chamber、第三方 XPS / AES / SIMS 與客製化 UHV Analysis Platform。

Hiden SIMS 與客製化系統整合

可與 MAXIM、EQS、SIMS Workstation 及第三方 Surface Analysis Platform 整合。

IG20 是 Hiden SIMS Workstation 的主要 Gas Primary Ion Source 之一,可搭配 MAXIM SIMS / SNMS Analyzer 或 EQS SIMS Analyzer 使用。

在完整 Hiden SIMS System 中,Ion Gun Rastering、Mass Spectrometer Data Acquisition、Depth Profiling 與 Imaging 可整合為同一分析工作流程。

若整合至第三方 XPS、AES 或 Custom UHV Chamber,則需在系統設計階段確認 Chamber Port、Working Distance、Incidence Angle、Raster Area、Sample Stage Movement 與其他分析元件的 Mechanical Clearance。

Hiden 表面分析質譜應用影片

Mass Spectrometers for Surface Analysis Applications

恩詠有限公司-Hiden IG20 Gas Ion Gun 技術選型與系統整合

IG20 可應用於 SIMS、XPS、Auger 與客製化 UHV Surface Analysis System。實際配置需依 Ion Species、Ion Energy、Beam Current、Spot Size、Raster Area、Sample Material、Depth Profiling Method 與 Vacuum Chamber Geometry 進行評估。

恩詠有限公司可依客戶的既有 XPS / AES / SIMS 系統、樣品材質、Oxygen / Argon / Noble Gas Ion Beam、Depth Profiling、Surface Cleaning、Imaging、Raster Control、Analysis Geometry 與 Custom UHV Integration需求,協助規劃適合的 Hiden IG20 配置與表面分析系統方案。