Microsc. Microanal. Microstruct. 3, 271-286 (1992)
DOI: 10.1051/mmm:0199200302-3027100

An expression for the Auger backscattering factor and the φ(0) function at oblique incidences

Jacques Cazaux

LASSI, GRSM, Faculté des Sciences, BP 347, 51062 Reims Cedex, France

Abstract
Based on simple physical arguments, the proposed analytical expression: $$ describes the evolution as a function of the incident angle a, of the Auger backscattering factor r (= 1 + R) and of the ionization function of EPMA at the surface, φ(0). This expression leads to a new procedure of quantification in AES and EPMA by the measurement of the electron backscattering coefficient η via the measurement of electric current of the correctly polarized spécimen holder, which allows the local determination of r and φ(0) without the knowledge of the substrate composition. Its field of application concerns point analysis and images acquisition in Auger electron spectroscopy and X-ray emission spectroscopy with a special attention for the in-depth profiling by AES and the non destructive profilometry of coatings by EDS-EPMA. The results deduced from the proposed expression are in excellent agreement (at least for Uo ≥ 3) with the numerical values deduced from Monte Carlo simulations and from the solutions of the transport equation as proposed by other authors. Some aspects related to the influence of the roughness of the surface on the measurements are also indicated.

Résumé
Basée sur des arguments physiques simples, l'expression proposée: $$ rend compte analytiquement de l'évolution du coefficient de rétrodiffusion Auger r (= 1 + R) et de la fonction d'ionisation de l'EPMA à la surface φ(0), en fonction de l'angle d'incidence a des électrons. Elle conduit à une procédure inédite de quantification en AES et en EPMA, à savoir la mesure du coefficient de rétrodiffusion η via la mesure du courant du porte échantillon correctement polarisé pour déterminer localement r et φ(0) sans connaissance, a priori, de la composition du substrat. Son domaine d'application concerne donc l'analyse ponctuelle et l'acquisition d'images par spectroscopies Auger et d'émission X avec une mention particulière pour l'acquisition des profils en z par AES et l'analyse des revêtements superficiels en EDS EPMA. Les prédictions déduites de l'expression proposée sont en excellent accord (au moins pour Uo ≥ 3) avec les valeurs purement numériques déduites de simulations de Monte Carlo ou des solutions de l'équation de transport proposées par d'autres auteurs. Certaines incidences concernant l'influence de la rugosité de surface sur les mesures sont aussi évoquées.

PACS
7920F - Electron impact: Auger emission.
7870E - X-ray emission spectra and fluorescence.

Key words
Auger effect -- Backscattering -- Incidence angle -- Energy distribution -- Angular distribution -- Electron probe analysis -- Theoretical study -- Analytical method


© EDP Sciences 1992