Zusammensetzung und Dicke epitaktischer Legierungsschichten

Hochaufgelöste Röntgen-Rocking Curves werden häufig zur präzisen Bestimmung der Zusammensetzung und Dicke epitaktischer Legierungsschichten genutzt. Das SmartLab® Diffraktometer von Rigaku bietet optische Systeme mit unterschiedlichen Auflösungsparametern und eignet sich so hervorragend für diese Anwendungen. Das modulare Design der SmartLab-Optik ermöglicht dabei die Einfügung verschiedener optischer Elemente. Dazu zählen Ge(220)x2, Ge(220)x4, Ge(400)x2, oder Ge(440)x4 Monochromator für einfallende Strahlenbündel sowie ein Ge(220)x2 Analysesystem für gebeugte Strahlen. Diese optischen Module können vom Kontrollcomputer automatisch detektiert und ausgerichtet werden. Ein variabler, automatischer Empfängerspalt ist für gebeugte Strahlen ebenfalls verfügbar.

Die nachfolgende Abbildung zeigt die Rocking Curve-Analyse einer ternären AlxGa1-xAs Schicht, die auf einer GaAs (001) Untergrundbeschichtung mittels Molekularstrahlepitaxie ('molecular beam epitaxy', MBE) aufgetragen wurde. Die Analyse wurde mittels SmartLab Diffraktometersystem und standardmäßigem, versiegeltem 2 kW Röhrengenerator und einem Ge (220)x2 Monochromator ausgeführt. Der gesamte Scan dauerte etwa 2 Minuten. Zusätzlich zum Peak der GaAs Untergrundbeschichtung und des Peaks der AlxGa1-xAs Schicht können Unterschiede der Schichtdicke am äußersten Rand aufgrund von Störeffekten der reflektierten Röntgenstrahlen von der Untergrundbeschichtung und der Schichtoberfläche erfasst werden. Durch Auftrennung der Peaks für die obere Schicht under des Schichtträgers (0.104°) kann die Zusammensetzung der oberen Schicht mit x=0.95 bestimmt werden. Durch Separierung des Schichtaußenrandes kann die durchschnittliche Schichtdicke mit 8772.8 Å ermittelt werden.

rocking curv



Das SmartLab ist das modernste hochauflösende Diffraktometer auf dem Markt. Vermutlich die auffälligste Neuerung ist die SmartLab Guidance Software, die dem Benutzer mit einem intelligenten Interface ausstattet um durch alle Feinheiten eines Experiments zu führen, beinahe so als hätte man einen Kristallographiexperten direkt an seiner Seite. Read more about SmartLab...