Рентгеноспектральный микроанализ тонких пленок на подложках с вариацией угла отбора рентгеновского излучения

• Автор: Костылева, Ольга Петровна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 165 c. : ил

1. АНАЛИЗ ОПУБЛИКОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ ПО ИЗУЧАЕМОМУ ВОПРОСУ

1.1. Рентгеноспектральный микроанализ тонких субмикрон

нкх слоев на массивных подложках.

1.2. Экспериментальные методы определения функции распределения первично генерированного ХРИ по глубине образца 2
1.3. Теоретические методы расчета функции распределения первично генерированного ХРИ по глубине образца .
1.4. Применение вариации угла отбора рентгеновского излучения для определения толщины и состава тонких пленок на подложках

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА. I

2.1. Аппаратура

2.2. Методика измерений.

2.3. Исследование воспроизводимости и правильности результатов измерений

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

ПЕРВИЧНО ГЕНЕРИРОВАННОГО ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ПО ГЛУБИНЕ ОБРАЗЦОВ
3.1. Постановка задачи .
3.2. Численное обращение преобразования Лапласа .
3.3. Экспериментальные результаты
3.4. Модель для расчета распределения ХРИ по глубине образцов
3.5. Проверка правильности модели расчета
распределения ХРИ по глубине образцов .
4. РАЗРАБОТКА СПОСОБА ВАРИАЦИЙ УГЛА ОТБОРА
РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ ЕГО ДЛЯ АНАЛИЗА ТОНКИХ ПЛЕНОК НА ПОДЛОЖКАХ.
4.1. Разработка способа вариации угла отбора рентгеновского излучения и исследование воспроизводимости и правильности результатов анализа
4.2. Анализ полупроводниковых эпитаксиальных слоев
твердых растворов Бй. АВ БВ на подложках БйБВ.
4.3. Анализ полупроводниковых эпитаксиальных слоев твердых растворов БЦБе. на подложках Б1 . .
4.4. Анализ сверхпроводящих пленок УбБона сапфире .
4.5. Анализ магнитных дисков
4.6. Анализ омических контактов Б1Л1 на подложках
Бь и БоАб .
4.7. Анализ структур Аи.М,РеА
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛКЯЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


В главе 2 проведены теоретические оценки воспроизводимости и правильности измерений зависимости интенсивности ХРИ I от угла отбора рентгеновского излучения 0 и предложены приемы, позволяющие улучшить эти характеристики. Описана процедура измерения зависимости . В главе 3 разработан способ установления функции распределения первично генерированного ХРИ по глубине образцов из экспериментальной зависимости . Экспериментально установлены кривые распределения ХРИ по глубине некоторых однородных массивных образцов и структур I . Предложена феноменологическая модель для . ХРИ в образцах с заданным распределением элементов по глубине. Проведена проверка правильности полученных уравнений для ряда однородных массивных образцов и структур типа пленкаподложка. В главе 4 изложен способ РИЛА тонких пленок на подложках с вариацией угла отбора рентгеновского излучения. Приведены примеры аналитических приложений и представлены результаты применения предлагаемого способа при анализе конкретных систем. В заключении рассмотрены перспективы развития способа и намечены направления дальнейших исследований. В качестве приложений к диссертации приведены акты о внедрении разработанного способа и о полученном экономическом эффекте. Диссертация изложена на 5 страницах, содержит рисунков, таблиц и приложения на 8 страницах. Отраженная в научных публикациях часть диссертации выполнена в соавторстве с кандидатом технических наук А. И.Бернером, который предложил принцип послойного анализа способом рентгеноспектрального микроанализа с вариацией угла отбора рентгеновского излучения и осуществлял научное руководство работой вцелом, а также с доктором технических наук, профессором ф. А.Гимельфарбом, кандидатом технических наук В. К.Тарасовым, старшим инженером О. П.Сиделевой, инженером И. В.Лютцау. В этих исследованиях профессор Ф. А.Гимельфарб поставил задачу изучения возможности контроля многослойных структур, участвовал в обсуждении отдельных разделов работы, кандидат технических наук В. О.П. Сиделева и И. В.Лютцау принимали участие в реализации разработанного способа. Ео. IЛ. В настоящее время для контроля распределений элементов в субмикронных слоях существует большое количество методов, различающихся по своим аналитическим возможностям . Методы, основанные на последовательном удалении слоев и анализе либо удаленного слоя, либо открывающейся поверхности, например, микрохимические методы с различными аналитическими кон цовками, массспектрометрия вторичных ионов, Ожеэлектронная спектроскопия в сочетании с ионным травлением. Методы, характеризующиеся возможностью изменения размера области отбора информации, например, рентгеноспектральный микроанализ РСМА, анализ по продуктам ядерных реакций. РСМА является одним из наиболее перспективных методов контроля неоднородности состава тонких слоев, так как позволяет без разрушения образца плавно изменять глубину области отбора информации путем изменения условий проведения анализа, например, энергии первичных электронов, угла отбора рентгеновского излучения. Метод хорошо развит на количественном уровне. Кроме того, современные микроанализаторы, как правило, укомплектованы ЭВМ, что значительно повышает экспрессность метода. До настоящего времени в РСМА общий подход к решению задачи послойного анализа приповерхностных областей твердых тел был основан на принципе вариации энергии электронов 8. ХШ при выходе из образца. Наиболее простой реализацией указанного подхода является способ, предложенный в работах . Зависимость мгновенной концентрации от глубины С2 в этих работах определяли графическим дифференцированием зависимости
л. Чековой толщины,но расположенных на разной глубине. ОС и не слишком значительных изменений концентрации определяемого элемента по глубине образца. Более строгий подход был развит в работах 0. РСМ для исследования концентрационных профилей основных компонентов в окисных слоях на арсениде и антимониде индия с использованием вариации низких ускоряющих напряжений в диапазоне 5 кэВ. В качестве меры отклонения расчетных и экспериментальных значений использовали сумму квадратов их невязок по всем определяемым элементам и по всем значениям энергии электронов.