Исследование структуры интерфейсов многослойных систем методами малоуглового рентгеновского рассеяния

• Автор: Вальковский, Глеб Андреевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 131 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ

НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

ПУБЛИКАЦИИ, ВКЛЮЧЕННЫЕ В ДИССЕРТАЦИОННУЮ РАБОТУ

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАЛОУГЛОВЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ МЕТОДОВ
1.1.1 РЕІПТЕНОВСКАЯ РЕФЛЕКТОМЕТРИЯ (РР)
1.1.1.1 История метода РР
/. 1.1.2 Определение геометрических параметров из кривой РР
1.1.1.3 Определениесуммарной среднеквадратичной амплитуды шероховатости из кривой РР
1.1.2 Малоугловое диффузное рентгеновское рассеяние (МДР)
/. 1.2.1 Диффузное рассеяние от одиночной шероховатой поверхности
1.1.2.2 Диффузное рассеяние от многослойной структуры с шероховатыми интерфейсами
1Л .3 Малоугловое рентгеновское рассеяние при скользящем падении (СПМУРР)
1.2 Методика проведения рентгеновских измерений
1.2.1 Эксперимент на лабораторных рентгеновских установках
1.2.1.1 Конструкция дифрактометра фирмы Bruker
1.2.1.2 Настройка дифрактометра Bruker в режиме дифрактометрии
1.2.1.3 Настройка дифрактометра Bruker в режиме малоугловых измерений
1.2.2 Эксперимент на синхро нюне (СИМУ РР)
1.3 МНОГОСЛОЙНЫЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ НАНОСИСТЕМЫ
1.3.1 Многослойные периодические системы (МПС) Mo/Si
1.3.1.1 Оптические системы для экстремально ультрафиолетовой литографии (ЭУФЛ)
1.3.1.2 Дизайн МПС для ЭУФЛ
1.3.1.3 Факторы, определяющие отражательные характеристики МПС
1.3.1.4 Физические механизмы, происходящие при осаждении МПС
1.3.1.5 Методы осаждения
1.3.1.6 Осаждение при повышенной температуре подложки
1.3.1.7 Диагностика МПС
1.3.1.8 Влияние шероховатости с различными частотами на отражательные характеристики
1.3.1.9 Классификация шероховатости тонкой пленки по виду PSD-функции

1.3.2 Многослойные периодические системы CaF2/CaF2
1.3.3 Многослойные периодические системы inGaN/GaN
1.3.4 Объекты с островковой морфологией
1.3.4.1 Островки Со(001)
1.3.4.2 "Микрогофры " CaF2(l 10)
2. МНОГОСЛОЙНЫЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ Mo/Si
2.1 ПОДГОТОВКА ПОДЛОЖЕК ДЛЯ МНОГОСЛОЙНЫХ СИСТЕМ Mo/Si
2.1.1 Методика эксперимента атомно-силовой микроскопии (ACM)
2.1.2 Сопоставление PSD - функций различных подложек по данным ACM
2.1.3 Исследование подложек методом РР
2.2 ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА МПС Mo/Si
2.2.1 ПОЛУЧЕНИЕ МПС Mo/Si
2.2.2 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ПРОСВЕЧИВАЮЩЕЙ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ (ПЭМ)
2.2.3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИФРАКТОМЕТРИИ (РД)
2.2.4 Исследование методом РР
2.3 ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ И ИНТЕРФЕЙСОВ МПС Mo/Si
2.3.1 Исследование методом ACM
2.3.2 Моделирование данных ACM
2.3.3 Исследование методом МДР
2.3.4 Исследование методом СПМУРР
2.4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОМПЛЕКСНОЙ ДИАГНОСТИКИ МПС Mo/Si
2.5 ИЗМЕРЕНИЕ ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МПС В ЭУФ ДИАПАЗОНЕ
2.6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
3. МНОГОСЛОЙНЫЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ CaF2/CdE2
3.1 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ РР
3.2 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ МДР
3.3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
4. МНОГОСЛОЙНЫЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ InGaN/GaN
4.1 МЕТОД ВЫРАЩИВАНИЯ
4.2 ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
4.2.1 Исследование методом ПЭМ
4.2.2 Исследование методом фотолюминесценции (ФЛ)
4.2.3 исследование методом РД
4.2.4 Исследование методами РР и МДР
4.3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
5. ОСТРОВКИ Со (001) И “МИКРОГОФРЫ” СаЕ2(110)
5.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСТРОВКОВ Со (001) МЕТОДАМИ ACM И СПМУРР
5.2 ИССЛЕДОВАНИЕ “МИКРОГОФР” CaF2(110) МЕТОДАМИ ACM И СПМУРР
5.3 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. МОДЕЛИРОВАНИЕ PSD-ФУНКЦИЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ СТИРНСА
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДАННЫХ СПМУРР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ К-КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ФУНКЦИИ

двумерная CCD-камера Хамаматсу (Hamamatsu) с размером матрицы 26.4x12.3 мм2, что соответствует 1024x512 пикселям (размер пикселя 0.024 х 0.024 мм2).
Рис. 1.6. Геометрия эксперимента СПМУРР. А,- и Ау— волновые векторы падающего и рассеянного пучков, соответственно.
Схема эксперимента приведена на Рис. 1.6. Волновой вектор падающего пучка А, определяется углами в, и а,. Для удобства, можно выбрать (),=(). Угол а„ как правило, фиксирован и составляет доли градуса. Аналогично, волновой вектор рассеянного пучка к/ определяется углами 26 и ау, которые обычно не превышают нескольких градусов. Картина (карта) СПМУРР может быть представлена как в угловых координатах (26. а/), так и в координатах, отвечающих компонентам вектора рассеяния параллельной и перпендикулярной поверхности образца (qy и q_. соответственно). При этом компоненты вектора рассеяния связаны с угловыми координатами:
qx = A(cos(2)cos(or/) cos(ar;))
qt = Asin(26,)cos(or/) (1.15)
q. = A(sin(cf/) I sin)«,))
Поскольку все указанные углы в эксперименте СПМУРР малы, можно пренебречь кривизной сферы Эвальда. Тогда координаты обратного пространства, представленные в компонентах вектора рассеяния, прямо пропорциональны соответствующим углам: qyk-sin(26)~k-26 и q:~k-a.f Поскольку интенсивность измеряется вблизи узла (000) обратной решетки, qy- меняются в небольшом диапазоне обычно несколько нм’1.
Трехмерную информацию об объекте, исследуемом методом СПМУРР, можно получить посредством вращения образца вокруг нормали к поверхности. При этом вводится полярный угол ср. определяющий ориентацию первичного пучка по отношению к направлениям в плоскости. Такой эксперимент дает важную информацию в случае исследования анизотропных объектов.
Следует отметить, что в большинстве экспериментов СПМУРР центральная часть детектора закрывается специальным поглотителем с целью защиты от прямого и