GI-XRD in analiza straturilor subțiri semiconductoare
Închide
Articolul precedent
Articolul urmator
12 0
SM ISO690:2012
GHILEȚCHII, Gheorghe. GI-XRD in analiza straturilor subțiri semiconductoare. In: Innovation and Creative Education for Youth, Ed. 5, 28 mai 2021, Suceava. Suceava, România: Publishing House “CYGNUS”, 2021, Ediția 5, pp. 49-50. ISBN 978-606-8992-18-1.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Innovation and Creative Education for Youth
Ediția 5, 2021
Expoziție "Innovation and Creative Education for Youth"
5, Suceava, Romania, 28 mai 2021

GI-XRD in analiza straturilor subțiri semiconductoare


Pag. 49-50

Ghilețchii Gheorghe
 
Universitatea de Stat din Moldova
 
 
Disponibil în IBN: 29 mai 2024


Rezumat

Analiza straturilor subțiri utilizând difracția razelor X sub unghiuri de incidență mici (GI-XRD) permite analiza de fază calitativă și cantitativă, fiind posibil determinarea parametrilor rețelei cristaline și tensiunii mecanice residuale. Aplicabilitatea practică a metodei a fost studiată utilizând structuri cu straturi subțiri Ga2S3/Si, CdS/ZnO:Al/Sticlă și difractometrul de raze X în configurația GI-XRD (Fig.1). Tubul de raze X (anod de Cu 1,54187 Å) împreună cu „optica incidentă” se fixează sub unghiul ω față de planul probei, iar „optica difractată” anexată la detector se mișcă cu viteza de 2θ/s în același plan cu proba și optica incidentă. Schema de cercetare a difracției GI-XRD Tabloul de difracție pentru Ga2S3/Si Distribuția intensității maximelor de difracție este în conformitate cu expresia Wulff-Bragg [1], 2?ℎ??sin?=?? (1) unde dhkl este distanța dintre planurile familiei h k l; θ - unghiul la care s-a înregistrat maximul; λ - lungimea de undă a razelor X. În Fig.2 se observă că mărind unghiul de incidență se obțin informații de la diferite adâncimi a probei. Astfel pentru ω=1,5˚ se observă peak-ul provenit de la suportul de Si (3 1 1). Pentru analiza difractogramei s-a utilizat setul de programe Fullprof Suite [2]. Pentru determinarea parametrilor celulei elementare s-a utilizat programa Dicvoll 06 care aplică metoda dihotomiei [3] și relația (2). ??=?(?,?,?,?,?,?,ℎ,?,?)=( ??∗)2= =ℎ2?∗2+?2?∗2+?2?∗2+ℎ??∗?∗cos?+???∗?∗cos?+ℎ??∗?∗cos?=1?ℎ??2 Precizarea parametrilor rețelei cristaline și estimarea erorilor a implicat metoda Rietveld refinement, principalii parametri fiind χ2 (6)-goodness of fit și R-Bragg factor. Esența acestei metode constă în găsirea minimului funcției Φ(3) din condiția (4) și descrierea analitică a funcției peak-ului cu funcția Pseudo-Voight(5). Aceasta este aplicabilă și în cazul probelor semiconductoare subțiri. Φ=Σ??(?????−??????)2=??=1Σ??(?????−(??+?Σ????=1??(??)))2??=1 (3); ?????=??????? (4) unde: ?????- intensitatea observată în punctul i pe difractogramă; ??=(?????)−1-ponderea punctului i ; ?? – valoarea intensității backgraund-ului; ??- intensitatea integrală a maximului j ; ??(??)- funcția analitică Pseudo-Voight (pV) (5) ??=????(?,?)+(1−?)?(?,?) (5) unde: ?(?,?)=1?√2??−(?−?0)22?2; ?(?,?)=1??21(?−?0)+(?2)⁄2; H- FWHM lățimea la jumătate de înălțime a peak-ului; x0-poziția maximului; ?=?2√2ln2; ?2=Σ(?????+??????)2?−??? (6)- n numărul de puncte; p-numărul de parametri care se precizează. Rezultatul Rietveld refinement-ului: curba experimentală – roșu punctat; curba teoretică -negru continuu; diferența lor – (în partea de jos) albastru; χ2=2; RB=29,74%; Celula elementară monoclinică (Cc (9)) reconstruită cu parametrii obținuți a=11,11541Ả; b=6,39602Ả; c=7,048335Ả; α=90˚; β=121,4585˚; ϒ=90˚ Peak-ul 2θ=26,55˚ din tabloul de difracție al probei CdS/ZnO:Al/Sticlă la: 1- ω=0,5˚ (albastru); 2- ω=2˚ (roșu); 3- ω=3˚ (verde) și dependența de ω a FWHM pentru maximul 2θ=26,55˚. Celula elementară hexagonală (P 63 m (186)) reconstruită cu parametrii obținuți a= 4,1356 Ả; b= 4,1356 Ả; c= 6,6937 Ả; α= 90˚; β= 90˚; ϒ=120˚. Aplicarea metodei GI-XRD: determinarea compoziției de fază a straturilor subțiri preparate pe diferite suporturi, depistarea tensiunii reziduale mecanice în proba CdS/ZnO:Al/Sticlă, reconstruirea structurii cristaline.