English
Поиск по сайту
Новости AKTAKOM(434)
Новости Anritsu(96)
Новости Fluke(134)
Новости Keithley(71)
Новости Keysight Technologies(516)
Новости Metrel(6)
Новости National Instruments(249)
Новости NIST(0)
Новости Pendulum(20)
Новости Rigol(58)
Новости Rohde & Schwarz(392)
Новости Tektronix(184)
Новости Texas Instruments(17)
Новости Yokogawa(70)
Новости Росстандарта(95)
AKTAKOM
Anritsu
Fluke
Keithley Instruments
Keysight Technologies
METREL
National Instruments
NIST
RIGOL
Rohde & Schwarz
Spectracom
Tektronix
Texas Instruments
Yokogawa
Росстандарт
Авторизация
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Зарегистрироваться
Реклама на сайте
АКТАКОМ – победитель конкурса "Best in Test"!

Комплекс рентгеновской аппаратуры «МиниЛаб» для диагностики наноструктур

Комплекс рентгеновской аппаратуры «МиниЛаб-6» разработан и изготовлен совместно в Физическом институте им. П.Н. Лебедева РАН и в Институте рентгеновской оптики (г. Москва) на базе рентгеновского рефлектометра. Прибор предназначен для диагностики сверхгладких поверхностей и слоев с толщиной нанометрового диапазона, используемых в электронной промышленности, оптическом приборостроении, в производстве тонкопленочных структур, научных исследованиях.

В рассматриваемом приборе применена запатентованная рентгенооптическая схема, обеспечивающая параллельные измерения данных на нескольких спектральных линиях. Работа в этом режиме обеспечивает дополнительные экспериментальные возможности: изучение слоев с размытыми границами раздела и количественную обработку данных рентгеновской рефлектометрии в области углов, меньших критического.

Опытный образец прибора в течение года эксплуатируется в Московском институте электронной техники (Техническом университете) в Зеленограде и получил хорошие отзывы. На нем получены интересные данные по исследованию рефлектометрии многослойных периодических структур, по дифрактометрическим измерениям на ионно-имплантированном кремнии, по малоугловому рассеянию в пористом оксиде алюминия и в пористом кремнии.

Определяемые параметры структур:

  • величина шероховатости поверхностей и переходных слоев (до 0.1 нм);
  • толщина тонких слоев (1-400 нм);
  • плотность поверхностных слоев;
  • период многослойных структур (до 0.2 нм);
  • постоянная кристаллической решетки;
  • размеры и концентрация неоднородностей с размерами нанометрового диапазона;
  • концентрация примесей в поверхностном слое (до 0,01%);
  • определение радиуса кривизны поверхности (до 300 м).

Разработанная система обеспечивает уникальное сочетание аналитических возможностей для неразрушающего контроля различных типов наноструктур или матриц, содержащих наноразмерные включения. Система позволяет проводить исследование параметров образцов в режимах дифрактометрии, малоуглового рассеяния и флуоресцентного анализа. Впервые предлагаются для практического применения при исследовании и контроле режимы относительной рентгеновской рефлектометрии и рефрактометрии.

Рефлектометрическое исследование позволяет определять параметры многослойных периодических наноструктур (например, Mo-Si на кремниевой подложке). Такие наноструктуры используются в качестве рентгеновских зеркал нормального падения при рентгеновской литографии для длин волн ≈13 нм.

На описываемом измерительном комплексе метод рентгеновской рефрактометрии впервые применен для аналитических целей. Суть метода заключается в определении угла отклонения первичного пучка при прохождении через наноструктуру, состоящую из нескольких слоёв. Это позволяет непосредственно измерить физическую плотность каждого из слоев нанометровой толщины.

Малоугловые измерения рассеянного образцом рентгеновского излучения с длиной волны ≈0.1 нм позволяют определять характерные размеры и концентрацию частиц и пор в диапазоне от 1 до 100 нм. Для малоугловых измерений пучок коллимируется тремя элементами схемы: диафрагмой, расположенной в непосредственной близости от выходного окна рентгеновской трубки, прямоугольным краем экрана, для которого предусмотрена возможность перемещения перпендикулярно пучку, зеркалом M. Диафрагма служит для первичного ограничения угловой расходимости и уменьшения влияния афокального излучения.

Дифрактометрические измерения позволяют определить размер зерен или кристаллитов D порядка и менее 100 нм по дифракционному уширению, а по соотношению интенсивности дифракционных пиков преимущественную ориентацию. Режим трубки 28 кВ и 10 мА, щель коллиматора 1 мм, приемная щель 0.45 мм, угловой шаг Δ(2Θ) = 0.1°, экспозиция в каждой точке 10 с.

Дифрактометрия порошковых материалов является распространенным методом определения размеров кристаллитов нанометрового диапазона по полуширине дифракционных линий. Дифрактометрические измерения монокристаллов и поликристаллов могут проводиться как по схеме Брега-Брентано с селективным фильтром, так и по схеме с кристаллом-анализатором.

Для исследования рентгеновских спектров впервые на системе рассматриваемого типа предусмотрена возможность установки сменных поликапиллярных линз для формирования квазипараллельного и сходящегося пучков. Спектры регистрируются с помощью энергодисперсионного канала на базе кремниевого ППД толщиной 0.5 мм и многоканального анализатора. Для излучения медной трубки при длине фокусного расстояния ~25 мм, измеряемого от выходного торца линзы, размер фокуса составляет ~100 мкм. При использовании щелевого коллиматора могут осуществляться измерения спектров флуоресценции при различных углах скольжения первичного пучка, что позволяет проводить исследования распределения состава по глубине.

Вес рабочего стола составляет 200 кг, что примерно в два раза меньше массы аналогичных приборов фирм «Bruker» и «Rigaku». Используемая замкнутая схема водяного охлаждения и сравнительно малая мощность рентгеновского генератора позволяют размещать систему в лаборатории без специальной подготовки помещений.

www.xrayoptic.ru




Назад в раздел
Свежий номер
№ 6 Декабрь 2017
КИПиС 2017 № 6
Тема номера:
Современная измерительная техника
Подписаться на журнал
WEB-приложение для подписчиков журнала
События из истории измерений