Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005 - lamp.tugraz.at

Lösungen
L21: HT-XRD – Spannungen und Deformationen
L21: Hochtemperatur-Röntgendiffraktion
– Spannungen
und Deformationen in dünnen
Aluminium-Schichten auf
Silizium
Problemstellung
Thermisch induzierte Deformationen und mechanische
Spannungen in dünnen Metallschichten
bei mikro- und optoelektronischen Bauteilen gelten
als eine der Hauptursachen für Funktionsstörungen.
Mit Hilfe der Hochtemperatur-Röntgenbeugung
können die Spannungs-Deformations-Verhältnisse
in solchen Schichten in Abhängigkeit von der
Temperatur untersucht werden.
Messanordnung
Die Messungen erfolgen mit einem 4-Kreis-
Röntgendiffraktometer mit einer DHS900 Hochtemperatur-Probenkammer
der Anton Paar GmbH. Bei
dieser Messmethode ist es notwendig, die Einfallsrichtung
des Röntgenstrahls auf die Probe und die
Detektionsrichtung der gebeugten Strahlung in alle
Richtungen variieren zu können (Abb. 1). Strahl- und
Detektionsrichtung werden dabei durch 3 Winkel
(Φ, Ψ, Θ) beschrieben.
Um in alle Richtungen für Röntgenstrahlen
transparent zu sein, verfügt die DHS900 über eine
spezielle, extrem dünne Kunststoffkuppel, unter der
die Probe auf einer Heizplatte montiert ist (Abb. 2).
Die Kuppel ermöglicht es, die Probe in Vakuum,
Luft oder einem chemisch inaktiven Schutzgas zu
untersuchen.
Abbildung 1:
Strahlgeometrie für die Dünnschichtanalyse
mittels Röntgendiffraktion.
Abbildung 2:
DHS900 Hochtemperaturkammer.
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Handbuch der Nanoanalytik Steiermark 2005