Röntgenreflektivitätsanalysen von Dünnschichten

Röntgenreflektivität ist eine einzigartige Technik zur zerstörungsfreien Bestimmung der Oberflächen- und Grenzflächenrauhigkeit, der Schichtdicke und der Dichte von Dünnschicht-Proben. Das SmartLab® Diffraktometer von Rigaku hat dazu beigetragen, dass Röntgenreflektivitätsmessungen nunmehr bequem ausgeführt werden können. Die Probe wird automatisch und präzise ausgerichtet und die Messbedingungen können auf der Grundlage von Probeninformationen automatisch optimiert werden. Der Benutzer muss lediglich den ungefähren Dichtebereich mitsamt Probengröße manuell eingeben und das Guidance™ Softwarepaket erledigt den Rest.

Die Abbildung unten zeigt eine Graphen einer Röntgenreflektivitätsmessung einer WCN-Legierungsschicht auf einem Siliziumschichtträger. Unterschiedliche Schichtdicken können aufgrund von Interferenzen der reflektierten Röntgenstrahlen von der freien Oberfläche und der Schicht-Schichtträger-Grenzfläche beobachtet werden. Mithilfe der GIXRR Reflektivitätssoftware von Rigaku kann dieser experimentelle Graph an eine Modellstruktur angepasst werden. Von den Ergebnissen der Anpassung kann geschlussfolgert werden, dass eine Grenzflächenreaktion zwischen Schicht und Schichtträger stattgefunden haben muss, woraus sich eine geringere Dichte an der Grenzflächenschicht ergibt (siehe Tabelle). Die Oberfläche scheint eine geringere W-Konzentration aufzuweisen als der Rest des Materials. Darüberhinaus kann den Ergebnissen entnommen werden, dass die Schichtrauhigkeit mit fortschreitendem Schichtwachstum ebenfalls zunimmt.

Reflectivity curve measured



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...