直流磁控溅射Au膜的微观应变研究

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1、第28卷第7期分析测试学报V01．28No．72009年7月FENXICESH1XUEBAO(JournalofInstrumentalAnalysis)780—783直流磁控溅射Au膜的微观应变研究江锡顺，宋学萍，孙兆奇(1．滁州学院电子信息工程系，安徽滁州239000；2．安徽大学物理与材料科学学院，安徽合肥230039)摘要：采用直流磁控溅射技术在室温下制备了厚度为108．4和215．6nm的Au膜，膜厚由椭偏仪测定。利用常规CBD扫描模式对Au膜微结构进行分析，并采用剖面分析直接法测定Au膜的微观应变。X射线衍射

2、(XRD)分析表明，Au膜在平行于基片表面沿<111>方向择优生长；衍射线剖面的宽化主要由品格畸变所致。厚度为215．6BinAu膜的微观应变量为0．065，比108．4nmAu膜(0．055)略大。关键词：X射线衍射；薄膜；微观应变；品格畸变中图分类号：0766；TH456文献标识码：A文章编号：1004—4957(2009)07—0780—04doi：10．3969／j．issn．1004—4957．2009．07．005TheMicrostrainsStudyofAuFilmsPreparedbyDCMagnetr

3、onSputteringJIANGXi-shun，SONGXue-ping，SUNZhao—qi(1．DepartmentofElectronicsandInformationEngineering，ChuzhouCollege，Chuzhou239000，China；2．SchoolofPhysicsandMaterialScience，AnhuiUniversity，Hefei230039，China)Abstract：Aufilmswithtwothicknessesof108．4and215．6nmwerepre

4、paredbyDCmagnetronsput—teringandanalyzedbyX—raydiffractionundertheCBDscanmode．ThemicrostrainsofAufilmsweredirectlydeterminedbyX—raydiffractionspectra．Theresultsshowedthatthefilmsgrewalongthe<111>directionparalleltothesubstratesurface．Thebreadthsofdiffractionprofi

5、lesweremainlycausedbylatticedistortion．Themicrostrainof215．6and108．4nmAufilmweren065and055．respectively．Keywords：X·raydiffraction；film；microstrain；latticedistortion薄膜x射线衍射中，常采用不对称布拉格反射(STD)扫描模式，该法观测到的晶面一般都倾斜于样品表面，因而具有2个显著的特点：x射线穿透深度连续可调和可观察不同取向晶面的分布情况。由于薄膜材料晶粒很细且

6、常伴有品格畸变，衍射峰很弱甚至得不到二级衍射峰¨。为得到两级x射线衍射线宽化剖面，有时要采取0—20偶合扫描模式记录衍射谱，该方法通常称为常规扫描模式(CBD)法，观测的所有晶面总平行于样品表面。水淼等利用Voigt函数单峰分析法报道了纳米碳酸钙微晶晶格中存在1．2％0-1．8％0的晶格畸变。Gay等研究发现CoSi和NiSi在室温下的晶格畸变分别为一0．87％和0．17％。本课题组研究了l1．9～189．0nm的超薄膜的晶格畸变，发现晶格收缩，且收缩率随着粒径的减小而增加，最大值为1．1％Is]。本文利用CBD扫描模式

7、研究了直流磁控溅射Au膜的微观应变，并对剖面分析直接法对Au膜的微观应变进行分析，解释其与文献报道有出入的原因。1微观应变分析方法x射线衍射剖面的宽化是由于测量仪器和被测样品结构不完善等因素造成的。其中样品结构的不完善表现在晶粒细碎化和晶格畸变两方面，由两者引起的衍射剖面的宽化，称为物理宽化。目前常用Voigt函数法和剖面分析直接法将这两种宽化分离。1．1Voigt函数法Voigt函数法是由Langford在1978年提出的。其中有3个假设：①待测样品的衍射谱h()是由几何宽化线形g()和物理宽化线形-厂()综合而成，且

8、满足：收稿日期：2009—02—28；修回日期：2009—05—13基金项目：国家自然科学基金资助项目(50872001)；教育部博士点专项基金资助项目(20060357003)；安徽省高校青年教师科研资助研究项目(2008jql114)第一作者：江锡顺(1980一)，男，安徽贵池人，讲师，硕士，Tel：0550—3