Reflectividad de rayos X (XRR)
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Reflectividad de rayos X (XRR)
La reflectividad de rayos X (XRR), una técnica relacionada con la difracción de rayos X (XRD), se está convirtiendo en una herramienta ampliamente utilizada para la caracterización de estructuras multicapa y de película delgada. La dispersión de rayos X en ángulos de difracción muy pequeños permite la caracterización de los perfiles de densidad electrónica de películas delgadas de hasta unas pocas decenas de Ǻ de espesor. Usando una simulación del patrón de reflectividad, se puede obtener una medición altamente precisa del espesor, la rugosidad de la interfaz y la densidad de la capa para películas delgadas y multicapas cristalinas o amorfas. No se requieren conocimientos previos ni suposiciones sobre las propiedades ópticas de las películas, a diferencia de la elipsometría óptica.
Usos ideales de XRR
Medición de espesor y densidad de película de alta precisión
Mida la rugosidad de la interfaz o la película
Mida la uniformidad de la película en obleas
Medición de la densidad de poro y el tamaño de poro de películas low-k
icono de difracción de rayos X (XRD)
Ventajas
- Análisis de obleas enteras (hasta 300 mm), así como muestras irregulares y grandes
- Mapeo de obleas llenas
- Análisis de conductores y aisladores.
- No es necesario conocer las propiedades ópticas de la película para determinar con precisión el espesor.
- Requisitos mínimos o nulos de preparación de muestras
- Condiciones ambientales para todos los análisis
Desventajas
- Se necesita cierto conocimiento de la estructura básica esperada de la muestra para proporcionar resultados de densidad precisos (p. ej., el orden de las capas presentes y sus composiciones aproximadas)
- Las rugosidades superficiales e interfaciales deben ser inferiores a ~5 nm para determinar el espesor. La rugosidad y la densidad de la superficie aún pueden determinarse en muestras más rugosas
- Espesor máximo de película ~300 nm
SAXS
Los estudios SAXS de dispersión de ángulo pequeño (SAXS) se realizan en polímeros para la investigación de estructuras a una escala mucho mayor que las separaciones de planos cristalinos, lo que implica ángulos de dispersión mucho más pequeños que los observados con WAXS. Los ángulos típicos involucrados son del orden 18 y, para observar la dispersión a través de ángulos tan pequeños, se requiere una distancia bastante grande entre la muestra y el detector. Los experimentos de SAXS a menudo se realizan con aparatos que consisten simplemente en una caja larga, en un extremo de la cual hay un conjunto de orificios para colimar el haz de rayos X de un generador y en el otro extremo hay un trozo de película o dos-detector de rayos X dimensional. La muestra se coloca en el haz de rayos X cerca del extremo del colimador y se coloca un tope de haz para bloquear el haz de rayos X directo no difractado cerca de la película o el detector. Por lo general, la caja se puede evacuar para evitar la dispersión de los rayos X por el aire. A veces también se utilizan cámaras más elaboradas.