Использование легированного кварцевого стекла при изготовлении световодов широко известно [1]. Исследования показали сильную зависимость оптических свойств стекла от состава и структуры, т.е. от процесса получения. В настоящей работе методом оже электронной спектроскопии (ОЭС) были проведены исследования тонких слоев фторсиликатного стекла, полученного на кремнии методом ТЭОС при разном расходе фторсодержащего прекурсора SiF4 в камере в процессе роста пленки. Было исследовано две партии образцов общим количеством более 30.
Расчет концентраций проводился по методу коэффициентов элементной чувствительности (КЭЧ), который подробно описан в литературе [2]. Обычно, в первом приближении используют коэффициенты, приведенные в последнем, третьем издании Атласа оже спектров [2]. Однако, в этом случае не учитывается влияние матрицы на коэффициенты выхода. Для определения КЭЧ F в матрице SiO2 в рамках настоящей работы была проведена процедура вычислений этого коэффициента в предположении постоянства суммы интенсивностей, скорректированных на коэффициент элементной чувствительности, при постоянстве качественного состава, но изменении соотношения элементов. При этом использовались КЭЧ для кремния, связанного с кислородом Si(O), кислорода O и чистого Si, определенные ранее. Процедура вычисления КЭЧ была описана в работе [3]. При использовании полученных КЭЧ максимальная погрешность расчета концентраций составила 8 отн.% для всех образцов.
Было установлено, что в начале и в конце процесса ТЭОС фтора в пленке нет. В объеме пленки не было обнаружено Si, не связанного с кислородом, а соотношение Si(O) и кислорода практически соответствует стехиометрии SiO2 (рисунок 1).
При профильном анализе пленок методом времяпролетной ВИМС (ВП ВИМС) анализировались отрицательные ионные фрагменты и были обнаружены не только ионные фрагменты F-, но и OSiF- и SiF- (рисунок 2). Необходимо отметить, что чувствительность ВП ВИМС минимум на три порядка лучше, чем ОЭС.
Литература
1. V.A. Aksenov, G.A. Ivanov, V.A.Isaev, M.E. Likhachev. MCVD of fluorosilicate glass // Inorganic Materials, Vol. 46, No. 9, 2010, pp. 1106 – 1110.
2. K.D.Childs et al. Handbook of Auger Electron Spectroscopy, 3rd edition // Physical Electronics inc., Eden Prarie, Minn, 1995
3. А.В. Горячев, А.А. Дудин, Е.П. Кириленко, Е.М. Еганова, и А.Н. Тарасенков. Исследование элементного состава пленок TaOx методом ОЭС // Актуальные проблемы физики твердого тела. Сборник докладов Х Международной научной конференции 22 – 26 мая 2023 г., Минск.