首页 > 专家说

怎样测量薄膜厚度?

来源:新能源网
时间:2024-08-17 14:28:25
热度:

怎样测量薄膜厚度?问题描述:怎样测量薄膜厚度?领域专家:X射线反射法(XRR)是测量薄膜厚度,分析多层膜结构的常用方法。XRR适用于测量1-200nm厚度的薄膜,精度可以达到1-3

问题描述:怎样测量薄膜厚度?

领域专家:X射线反射法(XRR)是测量薄膜厚度,分析多层膜结构的常用方法。

XRR适用于测量1-200nm厚度的薄膜,精度可以达到1-3埃。除了可以测量薄膜的厚度外,X射线反射法还可以确定薄膜的界面粗糙度。

X射线反射法测薄膜厚度使用2θ/ω扫描(如图),入射角ω很小,散射角2θ设置为大约1°,扫描的时候,ω=θ从0°开始扫描到10°左右,通过CCD我们能够得到光子数(count)和角度(θ)的关系。

当入射角ω很小的时候,相当于是镜面掠射,反射率差不多是1,随着角度的增大,反射率迅速降低,由于薄膜的存在,X射线在薄膜的上下界面分别发生反射,然后叠加,干涉效应会让我们观察到光子数和入射角之间有周期性的涨落(条纹),观察到的条纹数越多,我们能够计算出的薄膜的厚度也越精确。

计算表明,发生全反射的临界角θc与薄膜密度的开根成正比,

条纹的周期Δθm和薄膜的厚度d有关,

当M=1,θ>>θc时,

另外条纹的明锐程度会随着界面粗糙度σ的增大而降低。

同时,反射界面粗糙度的增大,会使反射率曲线随入射角的增大更快地衰减掉。

现在我们大多使用拟合软件(比如GenX)来对待测薄膜建模,通过拟合来获得待测薄膜的结构参数。

上图蓝色点是实验结果,红色线是对薄膜厚度的拟合结果。

最后赠送一个我正在测的Ta薄膜小角X射线反射数据,它的厚度大概是35nm。

领域专家:光学显微镜二次聚焦法可以测定