Kamal Mundoli

Time-of-Flight Elastic Recoil Detection Analysis (ToF‑ERDA)-Messung zur Bestimmung der Elementkonzentrationen in Dünnschichten. Die ToF-ERDA ist in der Lage, alle Elemente zu identifizieren, einschließlich verschiedener Wasserstoffisotope. Sie liefert elementare Tiefenprofile, indem sie die Konzentration jedes Elements in unterschiedlichen Tiefen innerhalb einer Probe bestimmt. In der Regel erreicht die Methode Nachweisgrenzen im Bereich von 0,1 bis 0,5 Atomprozent und eine Tiefenauflösung zwischen 5 und 20 nm. Sie ist geeignet für die Analyse von Schichten mit Dicken zwischen 20 und 500 nm. Für präzise Messungen sollte die Probenoberfläche glatt sein und eine Rauheit von weniger als 10 nm aufweisen. Die Methode ist bei der Analyse von Dünnschichten auf typischen Substraten wie Silizium (Si), Galliumnitrid (GaN), Siliziumkarbid (SiC), Galliumarsenid (GaAs) oder Indiumphosphid (InP) von Natur aus quantitativ. Daher sind Referenzproben zur Gewinnung quantitativer Ergebnisse nicht erforderlich. Die Technik ist insbesondere bei der Analyse leichter Elemente aufgrund ihrer guten Nachweisgrenzen von großem Nutzen. Zusätzlich zu herkömmlichen ToF-ERDA-Messungen bieten wir auch LI-ERDA (auch als Foil-ERDA bezeichnet) zur präziseren Bestimmung von Wasserstoffisotopen an. Die Nachweisgrenzen mit LI-ERDA liegen typischerweise bei etwa 0,01 Atomprozent, und Tiefenauflösungen von ~1 nm können erreicht werden. Mit LI-ERDA können ausschließlich Wasserstoffisotope nachgewiesen werden. Wie die Ergebnisse berichtet werden, erfahren Sie in diesem Beispielbericht: ToF-ERDA-Messung.

Die Röntgenreflektometrie (XRR) wird zur Bestimmung der Dichte (g/cm3), der Schichtdicke (nm) und der Rauheit (nm) von Dünnschichten eingesetzt. Das Verfahren ist zur Charakterisierung ein- oder mehrschichtiger Dünnfilme geeignet, da es Informationen über die Dicke und Dichte der einzelnen Schichten des Probenmaterials sowie über die Rauigkeit der Grenzflächen liefert. Die höchste Genauigkeit bei XRR-Dickenmessungen wird im Allgemeinen bei Proben mit 1–200 nm dicken Oberflächenschichten und einer RMS-Rauheit von unter 5 nm erzielt. Dickere Schichten und Beschichtungen mit stärker aufgerauten Oberflächen können ebenfalls charakterisiert werden, jedoch nimmt die Genauigkeit der Dickenbestimmung mit zunehmender Schichtdicke und Rauheit der Schicht bzw. des Schichtstapels ab. >150-mm-Wafer werden in der Regel zugeschnitten, um in den Probenhalter zu passen. Bitte teilen Sie uns mit, wenn Sie Prüfungen für größere Wafer benötigen, die nicht in Stücke geschnitten werden können. Der verfügbare Temperaturbereich für XRR-Messungen liegt bei 25–1100 °C, und die Kristallinität kann in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Die Messungen können unter Normalatmosphäre, in inerter Gasatmosphäre oder im Vakuum durchgeführt werden. Messungen werden in der Regel mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: Rigaku SmartLab, Panalytical X'Pert Pro MRD, Bruker D8 Discover. Bitte teilen Sie uns mit, ob Sie eine Präferenz für ein bestimmtes Instrument haben.

Die Kombination aus Röntgendiffraktion mit streifendem Einfall (GI-XRD) und Röntgenreflektometrie (XRR) wird zur Bestimmung der folgenden Eigenschaften von Dünnschichtproben eingesetzt: XRR Dichte (g/cm3), Dicke (nm),, Rauheit (nm). GI-XRD Röntgendiffraktionsspektrum (XRD) und Phasenbestimmung, Kristallinität, Kristallitgröße, Gitterparameter und Verzerrung der Phase. HINWEIS: Diese Parameter werden bestimmt, wenn Proben hochkristallin sind. Die Bestimmung kann fehlschlagen, wenn die Kristallinität nicht ausreicht.. Hinweise zu geeigneten Proben XRR – Das Verfahren eignet sich zur Charakterisierung ein- oder mehrschichtiger Dünnfilme, da es Informationen über die Dicke und Dichte der einzelnen Schichten des Probenmaterials sowie über die Rauigkeit der Grenzflächen liefert. Die höchste Genauigkeit bei XRR-Dickenmessungen wird im Allgemeinen für Proben mit 1–150 nm dicken Oberflächenschichten und einer RMS-Rauheit von weniger als 5 nm erreicht. Dickere Schichten und Beschichtungen mit raueren Oberflächen können ebenfalls charakterisiert werden, jedoch nimmt die Genauigkeit der Dickenbestimmung ab, wenn Dicke und Rauheit der Schicht oder des Schichtstapels zunehmen. GI-XRD – Die Methode ist im Allgemeinen für Proben anwendbar, die sich auch für XRR eignen. Das einzige spezielle Kriterium ist die Kristallinität – die untersuchten Phasen müssen kristallin sein, um XRD-Daten zu liefern. Verfügbare Untersuchungen Standardmäßig werden die GI-XRD- und XRR-Messungen unter Umgebungsbedingungen durchgeführt, es können jedoch Temperaturen von 25 bis 1.100 °C eingesetzt und die Eigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Messungen können bei Bedarf auch unter Inertgas oder im Vakuum durchgeführt werden. Bitte kontaktieren Sie unsere Experten, wenn Sie XRR- und/oder GI-XRD-Messungen benötigen oder wenn Sie weitere Informationen zur Analytik oder zu geeigneten Proben wünschen.

Diese Analyse liefert quantitative Informationen über die kristallinen und amorphen Phasen in Ihrer Probe unter Verwendung der hochauflösenden Synchrotron-Röntgendiffraktometrie (XRD). Eine Standardanalyse umfasst: Quantifizierung kristalliner Phasen als Gewichtsprozentsätze, Quantifizierung des gesamten amorphen Anteils, Hochauflösende Pulverdiffraktionsdaten und das daraus resultierende Diffraktogramm, Ein umfassender Testbericht mit detaillierter Darstellung der Befunde. Für weitergehende Anforderungen bieten wir zudem eine Total-Scattering-/Paarverteilungsfunktions-(PDF-)Analyse an, um die lokale atomare Struktur in amorphen oder nanostrukturierten Materialien zu untersuchen. Zögern Sie nicht, ein Angebot anzufordern.