Рентгенодифрактометрия в скользящей геометрии. Макронапряжения в нанослоях. В.И. Пинегин, Е.Н. Зубарев, В.В. Кондратенко, В.А. Севрюкова, Национальный технический университет «Харьковский политехнический институт», Харьков, 61052, Украина N. Kaiser, T. Feigl, S. Yulin Fraunhofer-Institut für Angewandte Optic und Feinmechanic, Schillerstr. 1, D Jena, Germany

Схема асимметричной скользящей геометрии падения первичного пучка Первичный пучок k o падает на поверхность образца под углом скольжения α 1°, а дифрагированный пучок k развёрнут под углом 2θ >>α. В этой ситуации дифракционный вектор Q наклонён относительно нормали к поверхности образца под углом ψ. Угол между векторами Q и n равен углу наклона ψ отражающей плоскости относительно поверхности образца. Поэтому угол падения первичного пучка α = θ – ψ, а угол наклона дифрагированного пучка относительно поверхности θ + ψ. H XR koko Qn k k 2 Многослойная периодическая композиция Mo/Si ψ

Геометрия асимметричного скользящего падения первичного пучка SoSo α Многослойная плёночная композиция Mo/Si где k = Io/I - кратность ослабления (2, e, …) первичного пучка - облучаемая площадь образца ( 120 ); – сечение первичного пучка ( 1 ) - глубина информативного слоя (18 HXR 200 нм)

Погрешность оценки глубины информативного слоя Mo, вызванная расходимостью первичного пучка Δα = 0.06º α, град ±4±4± ±2.6± ±2.2± ±2.0±0.025

Методика получения образцов Многослойные периодические композиции (МПК) выращивались на (100) монокристаллическом кремнии методом dc-магнетронного напыления в промышленной установке MRC 903M. Чередующиеся слои молибдена и кремния осаждались при комнатной температуре. Толщина слоёв Mo и Si задавалась мощностью магнетронов и временем экспозиции подложки над распыляемыми мишенями. Исходное давление в вакуумной камере составляло Pa, а рабочее давление аргона равнялось Pa. Скорости осаждения Mo и Si составляли 0.3 нм/с и 0.5 нм/с, соответственно. В процессе получения образцов при осаждении слоёв кремния на подложкодержателе создавался потенциал смещения U(bias Si) = -75 В, а во время осаждения слоёв молибдена потенциал смещения был равен нулю или U(bias Mo)= - 50 В.

MoMo АПЗ Si-на-Mo, h0.6 нм Si АПЗ Mo-на-Si, h1.2 нм а) б) Электронно-микроскопический снимок поперечного среза (а) и соответствующая микродифракционная картина (б) многослойной периодической композиции Mo/Si с периодом Т=15.3 нм и толщиной слоёв молибдена = 6.1 нм.

Зависимость уровня напряжений и периодов решётки в ненапряжённом сечении и в плоскости плёнки от номинальной толщины слоёв молибдена U(bias Mo)=0

U(bias Mo)=0 В U(bias Mo)= - 60 В