La diffusion est le mouvement que fait un matériau en allant vers un autre. Parfois, ce mouvement est un effet voulu et parfois, non. La diffusion se produit habituellement avec davantage de vitesse quand on est à des températures élevées. La difficulté analytique, quand on fait des investigations sur la diffusion, est d’assurer une bonne résolution de la profondeur et l’existence de faibles seuils de détection, tout en assurant que l’analyse elle-même n’affecte pas le résultat.

L’analyse de la diffusion se fait d’habitude en utilisant des méthodes de profilage de la profondeur à faisceau ionique, comme la spectroscopie des électrons d’Auger (Auger) et la spectrométrie de masse à ionisation secondaire (SIMS). La technique particulière utilisée dépend de l’échantillon que l’on est en train de tester :

  • l’inter-diffusion des couches de métaux : on se sert généralement de la méthode Auger pour faire l’analyse de l’inter-diffusion des couches de métaux, parce que l’on peut recourir à la rotation des échantillons pour réduire les effets d’accroissement de la rugosité des surfaces dues à l’attaque à l’acide ou à la pulvérisation, ce qui contribue à une meilleure définition des interfaces et des couches ;
  • la diffusion des dopants : l’on se sert généralement de la SIMS pour faire des études par implants dans les semi-conducteurs, quand il est nécessaire d’avoir les meilleurs seuils de détection et la meilleure résolution de la profondeur;
  • la diffusion inter-couches dans les semi-conducteurs : la SIMS est généralement la méthode choisie, en particulier en conjonction avec la préparation à l’avance des échantillons, comme le polissage de dos.

Le profilage en profondeur recourant à l’acide/à la pulvérisation par faisceau ionique peut pousser un matériau vers l’avant dans un autre matériau (mélange par faisceau ionique). En utilisant les énergies à faisceau et/ou en faisant une analyse de l’échantillon, les effets artificiels de la pulvérisation du faisceau ionique peuvent être réduits ou supprimés, ce qui permet d’observer une diffusion authentique.

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