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基于X射线掠射法的纳米薄膜厚度计量与量值溯源研究

崔建军 高思田

基于X射线掠射法的纳米薄膜厚度计量与量值溯源研究

崔建军, 高思田
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  • 为了实现纳米薄膜厚度的高精度计量,研制了可供台阶仪、扫描探针显微镜等接触测量的纳米薄膜样片,研究了X 射线掠射法测量该纳米薄膜样片厚度的基本原理和计算方法,导出了基于Kiessig厚度干涉条纹计算膜层厚度的线性拟合公式,并提出了一种可溯源至单晶硅原子晶格间距和角度计量标准的纳米膜厚量值溯源方法,同时给出了相应的不确定度评定方法. 实验证明:该纳米薄膜厚度H测量相对扩展不确定度达到U=0.3 nm+1.5%H,包含因子k=2. 从而建立了一套纳米薄膜厚度计量方法和溯源体系.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号:91023021)、中国计量科学研究院项目(批准号:AKY0703)及(批准号:24-JB1104)、浙江省重中之重学科基金和浙江理工大学机械设计及理论重点实验室开放基金(批准号:ZSTUMD2012A005)资助的课题.
    [1]

    Jiang Z D, Wang C Y, Yang S M 2013 Engineer. Science. 15 15 (in Chinese) [蒋庄德, 王琛英, 杨树明 2013 中国工程科学 15 15]

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    Kamineni V K, Diebold A C 2011 AIP Confer. Proceed. 1395 33

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    Mai Z H 2007 X-Ray Characterization of Thin Film Structure (Beijing: Science Press) p62 (in Chinese) [麦振洪 2007 薄膜结构X射线表征 (北京: 科学出版社) 第62 页]

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    Kim K J 2011 J. Surface Anal. 17 177

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    Schmidbauer M, Kwasniewski A, Schwarzkopf J 2012 Acta Crystallographica B: Struct. Sci. 68 8

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    Krumrey M, Gleber G, Scholze F, Wernecke J 2011 Meas. Sci. Technol. 22 094032

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出版历程
  • 收稿日期:  2013-10-14
  • 修回日期:  2013-11-30
  • 刊出日期:  2014-03-20

基于X射线掠射法的纳米薄膜厚度计量与量值溯源研究

  • 1. 精密测试技术及仪器国家重点实验室(天津大学), 天津 300072;
  • 2. 中国计量科学研究院, 北京 100013
    基金项目: 

    国家自然科学基金重点项目(批准号:91023021)、中国计量科学研究院项目(批准号:AKY0703)及(批准号:24-JB1104)、浙江省重中之重学科基金和浙江理工大学机械设计及理论重点实验室开放基金(批准号:ZSTUMD2012A005)资助的课题.

摘要: 为了实现纳米薄膜厚度的高精度计量,研制了可供台阶仪、扫描探针显微镜等接触测量的纳米薄膜样片,研究了X 射线掠射法测量该纳米薄膜样片厚度的基本原理和计算方法,导出了基于Kiessig厚度干涉条纹计算膜层厚度的线性拟合公式,并提出了一种可溯源至单晶硅原子晶格间距和角度计量标准的纳米膜厚量值溯源方法,同时给出了相应的不确定度评定方法. 实验证明:该纳米薄膜厚度H测量相对扩展不确定度达到U=0.3 nm+1.5%H,包含因子k=2. 从而建立了一套纳米薄膜厚度计量方法和溯源体系.

English Abstract

参考文献 (37)

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