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Issue
Microsc. Microanal. Microstruct.
Volume 6, Number 2, April 1995
Page(s) 179 - 185
DOI https://doi.org/10.1051/mmm:1995117
Microsc. Microanal. Microstruct. 6, 179-185 (1995)
DOI: 10.1051/mmm:1995117

Influence of the Substrate on the Composition of Pd-Doped Tin Oxide Thin Films Studied by EPMA and SNMS

Alexander Gaskov1, Benoit Gautheron2, Nicole Valignat3 et Michel Labeau2

1  Inorganic Chemistry Department, Moscow State University, Moscow V-234, Russia
2  Laboratoire des Matériaux et du Génie Physique, URA 1109 CNRS, Institut National Polytechnique de Grenoble, BP. 46, 38402 Saint Martin d'Hères, France
3  Laboratoire de Thermodynamique et de Physico-Chimie Métallurgiques, URA 29 CNRS, Institut National Polytechnique de Grenoble, BP. 75, 38402 Saint Martin d'Hères, France


Abstract
Pd-doped tin oxide thin films were deposited on oxidized silicon, alumina and $\rm Si_3N_4$, by using the pyrolysis of an aerosol produced by ultra-high frequency spraying. Elemental composition was studied by Electron Probe MicroAnalysis (EPMA) and Secondary Neutral Mass Spectroscopy (SNMS). Due to the penetration of the electron beam inside the film and the substrate, EPMA measurements were treated using a multilayer analysis software with thin film correction model based on the description of $\phi(\rho z)$ depth distribution of ionisations. The two methods lead to similar results. The nature of the substrate greatly influences the film composition. In the case of an oxide-type substrate, a diffusion occurs between the substrate and the films, whereas no diffusion is observed with $\rm Si_3N_4$ substrate.


Résumé
Des couches minces d'oxyde d'étain ont été déposées sur silicium oxydé, sur alumine et sur Si3N4, en utilisant la pyrolyse d'un aérosol produit par pulvérisation à haute fréquence. La composition élémentaire a été étudiée par microanalyse par microsonde électronique (EPMA) et par spectrométrie de masse d'atomes neutres secondaires (SNMS). A cause de la pénétration du faisceau d'électron à l'intérieur du film et du substrat, les mesures de microanalyses X ont été traitées à l'aide d'un logiciel d'analyse de multicouches avec un modèle de correction basé sur une description de la répartition en profondeur φ(ρz) des ionisations. Les deux méthodes conduisent à des résultats concordants. La nature du substrat influence beaucoup la composition des couches. Dans le cas d'un substrat de type oxyde, une diffusion se produit entre le substrat et la couche, tandis qu'aucune diffusion n'est observée dans le cas du substrat de Si3N 4.

PACS
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
8280M - Mass spectrometry chemical analysis.
8280H - Nuclear chemical analysis.

Key words
electron probe analysis -- mass spectroscopic chemical analysis -- palladium -- semiconductor materials -- semiconductor thin films -- tin compounds -- substrate -- composition -- EPMA -- SNMS -- SnO sub 2 :Pd -- pyrolysis -- ultra high frequency spraying -- aerosol -- elemental composition -- semiconductor -- Secondary Neutral Mass Spectroscopy -- multilayer analysis software -- thin film correction model -- Si sub 3 N sub 4 -- Al sub 2 O sub 3 -- SiO


© EDP Sciences 1995