WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

кого рентгеновского излучения [28]. Согласно критерию Монохроматизация излучения, падающего на образец, Рэлея h /(8), где h — величина шероховатопроизводилась щелевым кремниевым монохроматором сти поверхности, — угол рассеяния, чем меньше с трехкратным (111) отражением. Анализ углового расдлина волны, тем больше проявляется шероховатость пределения излучения, рассеянного образцом в диффев виде диффузного рассеяния. Исследование зависиренциальной схеме, производился с помощью кремниемости малоуглового рассеяния гранью гексагонального вого анализатора с однократным (111) отражением.

нитрида бора, параллельной оси c, от длины волны Интегральные кривые снимались в интервале углов в области 50-160 показало следующее (скользящий поворота образца () от 0 до 25 ang. min. Дифференугол падения превышал критический). Изменение длины циальные кривые снимались в режиме сканирования волны может сопровождаться как увеличением, так анализатором () от 0 до 50 ang. min с фиксированным и уменьшением интенсивности диффузного рассеяния углом поворота образца на 14 ang. min.

относительно зеркального пика.

Особого внимания заслуживает отсутствие зеркальЭкспериментальные результаты ного пика при некоторых длинах волн. Авторы предполагают, что это связано с наличием переходного и их обсуждение слоя, приводящего к плавному, а не скачкообразному На рис. 2 приведены экспериментальные и теоретиизменению диэлектрической проницаемости на границе ческие интегральные кривые. Коэффициент отражения вакуум–вещество.

первоначально растет с углом от 0.5 и почти до 0.9.

Модельная подгонка теоретических интегральных Далее коэффициент отражения падает, особенно резкривых рассеяния рентгеновских лучей пленкой на подко от облученного образца. Дифференциальные криложке к экспериментальным позволяет не только уточвые (рис. 3) имеют один максимум при = 2, который нить толщину пленки, но и оценить профиль электрону облученного образца интенсивнее и уже.

ной плотности пленки [29]. Интенсивность отраженного В интегральном методе исследуемая поверхность обизлучения рассчитывается по формуле разца устанавливается в объектодержатель параллельно падающему пучку, перекрывая половину его. Если -I = 0 (d/dz ) exp(iQz )dz, образец правильно выставлен, то в нулевом положении половина излучения попадает прямо в детектор, где 0, — электронные плотности подложки и пленки а другая половина задерживается гранью образца, персоответственно; Q = (4 sin )/; z — координата, пендикулярной поверхности. По мере поворота образперпендикулярная плоскости подложки.

ца интенсивность излучения, попадающего в детектор, Восстановление профиля плотности слоистой систе- растет, поскольку площадь луча, попадающего в грань, мы по интегральным кривым является сложной задачей. уменьшается, а попадающего на поверхность образца Прямое решение данной задачи невозможно, за исклю- увеличивается. Излучение в области углов меньше кричением простейших случаев. Для решения обратной тического, почти полностью отражается от поверхности задачи профиль представляют в виде разложения по и попадает в детектор. При угле поворота образца, близконечному набору заданных функций, а затем ищут ком к критическому, интенсивность отраженного луча Журнал технической физики, 2003, том 73, вып. Метод рентгеновской рефлектометрии и его применение для исследования лазерного испарения... Расстояние между ними обратно пропорционально толщине пленки. Отсутствие их означает, что разрешение используемого рефлектометра не позволяет зафиксировать интерференцию от столь тонкой пленки. Согласно проведенным дополнительным исследованиям, хорошо разрешимая интерференция наблюдается при толщине пленок от 150 до 1500.

Следует учесть, что для корректной подгонки теоретических кривых к экспериментальным необходимо знание среднеквадратичной высоты шероховатости поверхности. Данная информация была получена подгонкой теоретической зеркальной компоненты к экспериментальной на дифференциальных кривых аналогично [10].

Рис. 2. Интегральные кривые ПВО. Сплошные линии — эксШероховатость до облучения была выше (12 ± 2), чем периментальные, пунктир — теоретические; 1 — до лазерного после облучения (8±1). Таким образом, облучение пооблучения, 2 — после облучения.

верхности кремния лазерными импульсами с приведенными выше параметрами приводит не только к удалению окисной пленки, но и уменьшению шероховатости.

Для характеристики шероховатости поверхности вводится еще длина корреляции, которая влияет на диффузную составляющую дифференциальной кривой. Для получения достоверной информации о длине корреляции по дифференциальным кривым необходимо иметь более мощный источник рентгеновских лучей. Интенсивность диффузного рассеяния с использованием обычной рентгеновской трубки в сочетании с трехкратным монохроматором была близка к фону, поэтому длину корреляции определить не удалось.

Из проведенных исследований следует, что шероховатость поверхности влияет на форму интегральных Рис. 3. Дифференциальные кривые. Обозначения такие же, и дифференциальных кривых ПВО. Облучение поверхкак на рис. 2.

ности кремния миллисекундными лазерными импульсами определенной энергии позволяет удалять окисную пленку. Испарение пленки сопровождается уменьшенирезко падает. Идеальная интегральная кривая возможем шероховатости поверхности.

ная только в случае бесконечно узкого, прямоугольной формы первичного луча, отраженного идеально гладкой Список литературы поверхностью и в отсутствие поглощения. В действительности первичный пучок имеет колоколообразную [1] Андреев А.В. // УФН. 1985. Т. 145. № 1. С. 113–136.

форму, поэтому интенсивность в области критического [2] Петраков А.П., Голубев Е.А. // Поверхность. 2000. № 9.

угла спадает более плавно до половины.

С. 15–16.

Критический угол, определенный по угловому по[3] Бушуев В.А., Петраков А.П. // ФТТ. 1993. Т. 35. Вып. 2.

ложению точки с интенсивностью, равной половине С. 355–364.

максимальной, до облучения составляет 14.15, а после [4] Бушуев В.А., Петраков А.П. // ЖТФ. 2000. Т. 70. Вып. 5.

облучения — 13.48. Разница в значениях критического С. 28–37.

угла вызвана наличием окисной пленки на поверхности [5] Ломов А.А., Бушуев В.А., Караванский В.А. // Кристаллокремния, которая испаряется под лазерным воздействи- графия. 2000. Т. 45. № 5. С. 915–920.

[6] Guentert O.G. // J. Appl. Phys. 1965. Vol. 36. N 4. P. 1361– ем. Это подтверждается плотностью приповерхностного 1366.

слоя, вычисленного по значениям данных критических [7] Yoneda Y. // Phys. Rev. 1963. Vol. 131. N 5. P. 359–369.

углов. Плотность приповерхностного слоя до облучения [8] Bindell J.B., Wainfan N. // J. Appl. Phys. 1970. Vol. 3. N 6.

составляет 2.65 g / cm3, что близко к плотности SiO2, P. 503–516.

а после облучения 2.42 g / cm3 совпадает с плотно[9] Андреева М.А., Борисова С.Ф., Степанов С.А. // Поверхстью Si.

ность. 1985. № 4. С. 5–26.

Толщина окисной пленки, найденная подгонкой те[10] Бушуев В.А., Петраков А.П. // Докл. II Национальной оретических кривых к экспериментальным по методиконф. РСНЭ. Дубна, 1997. Т. 2. С. 188–193.

ке [10], составляет (55 ± 5). Наличие пленки долж- [11] Christensen F.E. // Revue Phys. Appl. 1988. Vol. 23. P. 1701– но сопровождаться интерференционными максимумами. 1710.

Журнал технической физики, 2003, том 73, вып. 134 А.П. Петраков [12] Синайский В.М., Сиденко В.И. // ПТЭ. 1974. № 6. С. 5–13.

[13] Афанасьев А.М., Александров П.А., Имамов Р.И. М.:

Наука, 1989. 151 с.

[14] Александров П.А., Степанов С.А. // Поверхность. 1986.

№6. С. 117–120.

[15] Parratt L.G. // Phys. Rev. 1954. Vol. 95. P. 359–369.

[16] Синицын С.В. // ПТЭ. 1994. № 1. С. 203–207.

[17] Начинов В.А., Елисеенко Л.Г., Достовалов В.Н. // Опт.

и спектр. 1982. Т. 53. Вып. 3. С. 546–548.

[18] Sinha S.K., Sirota E.B., Garoff S., Stanley H.B. // Phys. Rev.

B. 1988. Vol. 38. N 4. P. 2297–2311.

[19] Holy V., Baumbach T. // Phys. Rev. B. 1994. Vol. 49. N 15.

P. 10 668–10 676.

[20] Darhuber A.A., Schittenhelm P., Holy V., Stangl J., Bauer G., Abstreitre G. // Phys. Rev. B. 1997. Vol. 55. N 23. P. 15 652– 15 663.

[21] Имамов Р.М., Кондрашкина Е.А., Александров П.А., Грабчак В.П., Уваров О.В. // Поверхность. 1987. № 3.

С. 41–47.

[22] Ковьев Э.К., Матвеев Ю.А. // ФТТ. 1981. Т. 23. Вып. 2.

С. 587–589.

[23] Петрашень П.В., Ковьев Э.К., Чуховский Ф.Н., Дегтярев Ю.Л. // ФТТ. 1983. Т. 25. Вып. 4. С. 1211–1214.

[24] Смирнов Л.А., Сотникова Т.Д., Анохин С.Б., Тайбин Б.З. // Опт. и спектр. // 1979. Т. 46. Вып. 3. С. 593–598.

[25] Смирнов Л.А., Анохин С.Б. Опт. и спектр. 1980. Т. 48.

Вып. 3. С. 574–577.

[26] Ровинский Б.М., Синайский В.М., Сиденко В.И. // ФТТ.

1972. Т. 14. Вып. 2. С. 409–412.

[27] Саркисов С.Р., Саркисов Э.Р. // Письма в ЖТФ. 1990.

Т. 16. Вып. 16. С. 87–90.

[28] Филатова Е.О., Благовещенская Т.А. // ФТТ. 1991. Т. 33.

Вып. 8. С. 2321–2325.

[29] Львов Ю.М., Дехер Г. // Кристаллография. 1994. Т. 39. № 4.

С. 696–716.

[30] Самойленко И.И., Коновалов О.В., Фейгин Л.А., Щедрин Б.М., Янусова Л.Г. // Кристаллография. 1999. Т. 44.

№2. С. 347–355.

Журнал технической физики, 2003, том 73, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.