Evaluación de película (lámina) delgada mediante el método de Reflectividad de Rayos-X.

Como el índice de refracción de los materiales de rayos X es un poco menos de 1, cuando entran los rayos X en ángulo rasado a la superficie de una substancia plana, los rayos X causan reflexión total. Al medir la intensidad de la reflexión total (reflectividad) como función del ángulo de incidencia con respecto a la superficie de la película delgada, se puede obtener y evaluar no-destructivamente un perfil como el presentado en la Figura 1, al igual que los parámetros estructurales de cada capa de la película.: densidad, grosor, y aspereza.

Measuring the total reflection intensity

Figura 1: Relación entre el perfil de reflectividad de rayos X y los parámetros estructurales

La Figura 2 presenta las medidas de un perfil de reflectividad de rayos X (Drifractómetro multipropósito SmartLab de Rigaku) calculado usando los parámetros estructurales optimizados de una muestra de película de TiN formada sobre una película de óxido, la cual fue formada sobre un substrato de silicón (Si).

Measured profile of the X-ray reflectivity

Figura 2: Perfiles de reflectividad de rayos X medidos y calculados

También se muestran los resultados del análisis de reflectividad. El pequeño periodo de oscilación que se observa es causado por la película de SiO 2 con un grosor de 127.7 nm, y el periodo de oscilación grande es causado por la película de TiN. Sin embargo, como la película de TiN no esta optimizada con el modelo mono-capa, se analiza mediante una división en dos capas. Se considera que ambas capas de Tin tienen densidades considerablemente más bajas que las substancias cristalinas, así que se considera que tienen fases amorfas sin cristalización progresiva, y que tienen diferentes grados de cristalización. Como mencionado anteriormente, el hecho que se puedan evaluar las propiedades de películas delgadas de estructuras multi-capa independientemente de si la substancia es cristalina o amorfa o no es considerada una característica de la reflectividad muy importante.


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