膜結構參數(shù)(怎樣測量薄膜厚度)(x射線反射法測薄膜厚度)
怎樣測量薄膜厚度
X射線反射法(XRR)是測量薄膜厚度,分析多層膜結構的正確方法。XRR范圍問題于測量1-200nm厚度的薄膜,精度可以不提升1-3埃。之外也可以儀器測量薄膜的厚度外,X射線反射法還是可以考慮薄膜的界面粗糙度。
X射線反射法測薄膜厚度可以使用2θ/ω掃描(如圖),入射角ω很小,散射角2θ設置為大約1°,系統(tǒng)掃描的時候,ω=θ從0°正在掃描到10°70左右,實際CCD我們還能夠得到光子數(shù)(count)和角度(θ)的關系。
當入射角ω很小的時候,應該是是鏡面掠射,反射率不多是1,緊接著角度的會增大,反射率迅速減少,而薄膜的存在,X射線在薄膜的上下界面分別發(fā)生反射,然后疊加過,橫加干涉效應要讓我們仔細的觀察到光子數(shù)和入射角與有周期性的漲落(條紋),觀察到的條紋數(shù)越多,我們也能換算出的薄膜的厚度也越計算精確。
算出說,發(fā)生了什么全反射的爵跡4角θc與薄膜密度的開根成正比,
條紋的周期Δθm和薄膜的厚度d或者,
當M=1,θ>>θc時,
至于條紋的明銳程度會伴隨著界面粗糙度σ的增大而減低。
同時,反射界面粗糙度的增大,會使反射率曲線隨入射角的速度變大越快地衰減作用掉。
現(xiàn)在我們大多使用擬合軟件(諸如GenX)來對待測薄膜建模,按照曲線擬合來我得到待測薄膜的結構參數(shù)。
上圖紫色點是實驗結果,藍色的線是對薄膜厚度的擬合結果。
之后送的一個我正在測的Ta薄膜小角X射線反射數(shù)據(jù),它的厚度也差不多是35nm。
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