Original title: Diagnostika polovodičů a monitorování chemických reakcí metodou SIMS
Translated title: Semiconductor diagnostics and monitoring of chemical reactions by SIMS method
Authors: Janák, Marcel ; Skladaný, Roman (referee) ; Bábor, Petr (advisor)
Document type: Master’s theses
Year: 2021
Language: eng
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract: [eng] [cze]
Hmotnostná spektrometria sekundárnych iónov s analýzou doby letu (TOF-SIMS) patrí vďaka vysokej citlivosti na prvkové zloženie medzi významné metódy analýzy pevných povrchov. Táto práca demonštruje možnosti TOF-SIMS v troch odlišných oblastiach výskumu. Prvá časť práce sa zaoberá lokalizáciou defektov vysokonapäťových polovodičových súčiastok, ktorá je nevyhnutná k ich ďalšiemu skúmaniu metódou TOF-SIMS. Bola navrhnutá experimentálna zostava s riadiacim softvérom umožňujúca automatizované meranie záverného prúdu v rôznych miestach polovodičový súčiastok. Druhá časť práce sa zaoberá kvantifikáciou koncentrácie Mg dopantov v rôznych hĺbkach vzoriek AlGaN. Kvantifikácia je založená na metóde RSF a umožňuje charakterizáciu AlGaN heteroštruktúr určených na výrobu tranzistorov s vysokou elektrónovou mobilitou (HEMT) alebo na výrobu rôznych optoelektronických zariadení. Sada 12 AlGaN kalibračných vzoriek dopovaných Mg, určených na kvantifikáciu hĺbkových profilov, bola pripravená metódou iónovej implantácie. Posledná časť práce demonštruje možnosti metódy TOF-SIMS vo výskume heterogénnej katalýzy. Hlavným objektom nášho výskumu je dynamika oxidácie CO na oxid uhličitý na polykryštalickom povrchu platiny za tlakov vysokého vákua. V tejto práci prezentujem prvé TOF-SIMS pozorovanie časopriestorových vzorov v reálnom čase, ktoré vznikajú v dôsledku rôzneho pokrytia povrchu Pt reaktantmi. Výsledky TOF-SIMS experimentu boli porovnané s výsledkami podobného experiment v rastrovacom elektrónovom mikroskope (SEM). Time-of-flight secondary ion mass spectrometry (TOF-SIMS) is a powerful surface science technique with high sensitivity for elemental composition. This work demonstrates TOF-SIMS abilities in three different research areas. The first part deals with the localization of high voltage dies defects, which is necessary for their further characterization by the TOF-SIMS method. For this purpose, an experimental setup with control software allowing automated measurement of leakage current tests at various die locations was proposed. The second part deals with the quantification of Mg dopant depth profiles in various AlGaN samples. The quantification is based on the RSF method and allows the characterization of doped AlGaN heterostructures for high electron mobility transistors (HEMT) or various optoelectronic devices. A set of 12 Mg doped AlGaN calibration samples for quantification of depth profiles was prepared by the ion implantation technique. The last part demonstrates the abilities of the static TOF-SIMS method in heterogeneous catalysis research. Our primary research objective is the dynamics of catalytic carbon monoxide oxidation to carbon dioxide on platinum polycrystalline microstructures at high vacuum pressures. In this work, we present the first real-time observations of spatiotemporal patterns of varying surface coverages during distinct catalyst regimes. TOF-SIMS observations were correlated with analogous scanning electron microscopy (SEM) observations of gas-phase- and temperature-induced processes on Pt surfaces.
Keywords: AlGaN; analýza porúch polovodičových súčiastok; dynamická SIMS; heterogénna katalýza; iónová implantácia; kvantifikácia; Mg dopovanie; reakcia katalytickej CO oxidácie; reakčne-difúzne procesy; statická SIMS; TOF-SIMS; AlGaN; dynamic SIMS; heterogeneous catalysis; ion implantation; Mg doping; quantification; reaction of catalytic CO oxidation; reaction-diffusion processes; semiconductor failure analysis; static SIMS; TOF-SIMS

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/197824

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-589768


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Master’s theses