Röntgenreflektivitätsanalysen von Indiumzinnoxid-Dünnschichten auf Glas

Indiumzinnoxid (ITO) ist ein Mischkristall aus Indiumoxid (In2O3) und Zinnoxid (SnO2). Aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit und optischen Transparenz wird ITO häufig zur Fertigung transparenter, leitfähiger Schichten in Anwendungen wie Flüssigkristall-Displays und Touch Panels genutzt. Die Qualität der aufgetragenen ITO-Schichten ist der bestimmende Schlüsselfaktor für die entsprechenden elektrischen und optischen Eigenschaften.

Die Röntgenreflektivität (XRR) ist eine zerstörungsfreie Analysemethode zur Charakterisierung von Dünnschichtmaterialien. Im Einzelnen vermag XRR gleichzeitige Messungen der Dichte, Dicke und Rauhigkeit der Schichten durchzuführen. Abbildung 1 unten zeigt das XRR-Profil einer ITO-Schicht auf einem Schichtträger aus Glas. Die Schichtdicke der Monoschicht beträgt nominell 20 nm. Mittels Anwendung einer Fourier-Transformation (FFT) auf das gemessene Profil, kann die Schichtdicke bequem berechnet werden. Die Ergebnisse werden in Abbildung 2 wiedergegeben und geben Hinweis auf das Vorhandensein von zwei individuellen Schichten in der Probe mit einer Dicke von 4.2 nm und 14.9 nm und leicht unterschiedlichen Dichten.

XRR profile of an ITO film on a glass substrate

Abbildung 1: XRR-Profil einer ITO-Schicht auf einem Schichtträger aus Glas

XRR profile of an ITO film on a glass substrate

Abbildung 2: FFT des XRR-Profils aus Abbildung 1.
Die Werte über den jeweiligen Peaks geben die berechnete Schichtdicken wieder.
Die Werte in Klammern geben die Tiefen von der Probenoberfläche wieder.

Die Daten wurden am Ultima IV Mehrzweckdiffraktometersystem von Rigaku gesammelt.


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