本文關(guān)鍵詞：小角度XRD的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著大規(guī)模集成電路集成度的提高、太陽能電池板的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展以及納米級(jí)別薄膜制備技術(shù)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體電子器件正逐步向小型化、薄膜化方向發(fā)展，高精度無損薄膜測(cè)試技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)迫在眉睫。一方面，由于常規(guī)的無損測(cè)量技術(shù)如光學(xué)干涉法測(cè)量厚度，這種方法只能測(cè)試透明的，厚度均勻的固態(tài)薄膜，因此無法滿足目前器件工藝的測(cè)試要求。而另一方面，由于小角X射線衍射所獲得的樣品表面的的信息主要來自薄膜1-10nm內(nèi)的信息，可以精確測(cè)定納米數(shù)量級(jí)薄膜樣品的膜厚和結(jié)構(gòu)信息。 小角X射線衍射技術(shù)因?yàn)槠渲茦臃奖�，�?shí)驗(yàn)后樣品不被破壞并且測(cè)得的樣品的信息具有精度高,以及測(cè)量速度快等特點(diǎn)，被認(rèn)為是目前測(cè)量薄膜結(jié)構(gòu)信息的主要手段。但是由于國外具有小角X射線衍射功能的儀器價(jià)格昂貴，而國內(nèi)的X射線衍射儀絕大部分不具有小角X射線衍射的功能。因此有必要開發(fā)一種低成本的小角X射線衍射技術(shù)。 論文分析了小角X射線衍射的原理、X射線衍射儀的組成和工作原理，，在此理論基礎(chǔ)上逐步實(shí)現(xiàn)了低成本小角X射線衍射技術(shù)。首先，通過對(duì)現(xiàn)有普通國產(chǎn)X射線衍射儀硬件的改裝和控制軟件的編寫，實(shí)現(xiàn)了小角X射線衍射功能。其次，在實(shí)現(xiàn)小角X射線衍射的基礎(chǔ)上，結(jié)合了X射線熒光探測(cè)頭，實(shí)現(xiàn)了全反射X射線熒光光譜功能。最后，通過對(duì)實(shí)際樣品的分析測(cè)試，凸顯了小角X射線衍射在nm數(shù)量級(jí)薄膜厚度的測(cè)試和全反射X射線熒光光譜儀在nm數(shù)量級(jí)薄膜成分分析中的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：無損測(cè)試 薄膜厚度 小角X射線衍射 全反射X射線熒光
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TB302.5;TH74
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 小角 X 射線衍射技術(shù)發(fā)展歷史10-11
• 1.2 X 射線和物質(zhì)的作用11-14
• 1.2.1 X 射線的散射11-13
• 1.2.2 X 射線的吸收13-14
• 1.3 薄膜厚度測(cè)試技術(shù)14-18
• 1.4 常用的薄膜成分分析方法18-19
• 1.5 本課題的主要內(nèi)容及研究意義19-20
• 第二章 小角 X 射線技術(shù)20-31
• 2.1 小角衍射幾何分類和特點(diǎn)20-21
• 2.1.1 小角衍射幾何分類20-21
• 2.1.2 小角衍射的特點(diǎn)21
• 2.2 小角 X 射線衍射基本原理21-27
• 2.2.1 小角 X 射線衍射全反射21-23
• 2.2.2 反射系數(shù)與透射系數(shù)23-26
• 2.2.3 X 射線的穿透深度26-27
• 2.3 多層膜系統(tǒng)27-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 X 射線及 X 射線衍射儀工作原理31-43
• 3.1 X 射線的特征和 X 射線光譜31-35
• 3.1.1 X 射線的特征31-32
• 3.1.2 X 射線光譜32-35
• 3.2 X 射線衍射儀的基本結(jié)構(gòu)35-42
• 3.2.1 X 射線源36-37
• 3.2.2 測(cè)角儀37-38
• 3.2.3 測(cè)角儀光學(xué)系統(tǒng)38-39
• 3.2.4 探測(cè)器39-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第四章 普通 XRD 的改裝實(shí)現(xiàn)小角度 XRD43-55
• 4.1 全反射 X 射線熒光分析儀的改裝43-46
• 4.1.1 X 射線管44
• 4.1.2 X 射線光路44-45
• 4.1.3 SDD 探測(cè)器45-46
• 4.2 小角 X 射線衍射控制軟件的設(shè)計(jì)46-53
• 4.2.1 軟件背景46
• 4.2.2 總體設(shè)計(jì)46-50
• 4.2.3 關(guān)鍵技術(shù)50-53
• 4.3 軟件界面及功能介紹53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 小角度 XRD 的應(yīng)用55-70
• 5.1 SiO_2薄膜樣品的檢測(cè)55-62
• 5.1.1 SiO_2薄膜樣品的制備過程55
• 5.1.2 SiO_2薄膜樣品的檢測(cè)55-62
• 5.2 鎳鋅鐵氧體薄膜樣品的檢測(cè)62-68
• 5.2.1 脈沖激光沉積系統(tǒng)62
• 5.2.2 鎳鋅鐵氧體薄膜樣品的制備過程62-64
• 5.2.3 鎳鋅鐵氧體薄膜的檢測(cè)64-68
• 5.3 本章小結(jié)68-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-72
• 6.1 總結(jié)70
• 6.2 展望70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 附錄77

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：253920