Строение поверхностей аморфных и монокристаллических материалов, отличающихся по типу химической связи, и нанесённых на них многослойных покрытий по данным рентгеновской рефлектометрии

• Автор: Рощин, Борис Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Получение и анализ поверхностного нанорельефа (Литературный обзор)

1.1. Рентгеновские методы контроля параметров нанорельефа

1.2. Рентгеновская рефлектометрия

1.3. Атомно-силовая микроскопия

1.4. Нанорельеф на поверхностях кристаллов

Глава 2. Методика проведения экспериментов и обработка экспериментальных данных

2.1. Рентгеновские эксперименты

2.2. Атомно-силовая микроскопия

2.3. Заключение

Глава 3. Создание на базе двухкристального топографического спектрометра новой экспериментальной установки
3.1. Замена источника рентгеновского излучения
3.2. Рентгеновский тракт с параболическим зеркалом
3.3. Сцинтилляционный детектор
3.4. Координатный детектор
3.5. Дополнительная оснастка
3.6. Система управления гониометром
3.7. Программная автоматизация эксперимента
3.8. Тестовые измерения
3.9. Заключение

Глава 4. Рефлектометрические исследования тонких плёнок
4.1. Рефлектометрические исследования углеродных плёнок на кремнии
4.2. Совместные рефлектометрические эксперименты
4.3. Заключение
Глава 5. Исследования наноструктурированных поверхностей методом рентгеновского рассеяния
5.1. Поверхности со стохастическим нанорельефом
5.2. Поверхности с регулярным панорельефом
5.3. Заключение
Основные результаты и выводы
Благодарности
Публикации по материалам диссертации
Литература

Введение
Достигнутые в последние десятилетия успехи в ряде областей науки и техники (к которым в первую очередь относятся физика полупроводников и микроэлектроника, лазерная техника, оптика видимого, ультрафиолетового и рентгеновского диапазонов) в значительной мере определяются прогрессом в области технологии изготовления сверхгладких поверхностей и нанесения на них тонкоплёночных и многослойных покрытий. Структура поверхности подложки, а именно её шероховатость, регулярность и равномерность нанорельефа могут значительно влиять на условия роста наносимых плёночных структур. Методы контроля этих параметров структуры поверхности можно разделить на два класса:
• методы, основанные на дифракции электромагнитного излучения на неоднородной границе раздела сред (оптические и рентгеновские), в частности, метод рентгеновского рассеяния в условиях полного внешнего отражения (РР) [1-6];
• прямые методы контроля микрорельефа: механическая профиломет-рия, атомно-силовая (АСМ) и туннельная микроскопия [7-10].
Перспективность рентгеновских методов определяется тем, что длина волны жёсткого рентгеновского излучения сравнима с характерными размерами изучаемого рельефа. Кроме этого, возможность изменять глубину проникновения зондирующего пучка (путём изменения угла скольжения) от нескольких нанометров в области полного внешнего отражения, до нескольких микрон вне сс, делает рентгеновское излучение незаменимым инструментом для исследования тонких плёнок и многослойных структур, в том числе непосредственно в процессе их изготовления.

Глава
Методика проведения экспериментов и обработка экспериментальных данных
В рентгеновских экспериментах были задействованы две установки. Для измерений рентгеновского рассеяния в условиях ПВО был использован дифрактометр, созданный с использованием стандартного гониометра двухкри-сталльного топографического спектрометра (ДТС). Рефлектометрические эксперименты проводились на дифрактометре с подвижной системой излучатель-детектор (ДРШ) [61]. В данном разделе описываются методики проведения рентгеновских экспериментов. Также в разделе показаны предпосылки к созданию на базе дифрактометра ДТС новой экспериментальной установки. Заключительная часть раздела посвящена атомно-силовым измерениям.
2.1. Рентгеновские эксперименты
2.1.1. Измерение параметров шероховатости изотропных поверхностей
Дифрактометр ДТС позволяет проводить измерения индикатрисы рассеяния в диапазоне 0 - 2,5е, а также угловой зависимости коэффициента отражения в диапазоне 0 — 1,5°. На рис. 2.1 приведена схема дифрактометра до его модернизации. Источником излучения является рентгеновская трубка (1), устанавливаемая в защитный кожух, который укрепляется на стандартную стойку, жёстко связанную со столом установки. Устройство крепежа кожуха позволяет менять его пространственное положение, что позволяет добиться необходимой ориентации рентгеновского пучка на выходе окна трубки. (В первых экспериментах, описанных в данной работе, использовалась рептге-