Be薄膜应力的X射线掠入射侧倾法分析

李佳; 房奇; 罗炳池; 周民杰; 李恺; 吴卫东

doi:10.7498/aps.62.140701

摘要

由于铍薄膜极易被X射线穿透, 传统的几何模式下很难获得有效的X射线衍射应力分析结果. 本文采用掠入射侧倾法分析SiO2基底上Be薄膜残余应力, 相比其他衍射几何方法, 提高了衍射的信噪比, 获得的薄膜应力拟合曲线线形较好. 对Be薄膜的不同晶面分析, 残余应力结果相同, 表明其力学性质各向同性; 利用不同掠入射角下X射线的穿透深度不同, 获得应力在深度方向上的分布; 由薄膜面内不同方向的残余应力相同, 确定薄膜处于等双轴应力状态.

关键词:

Be薄膜 /
X射线衍射 /
应力

作者及机构信息

1.
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900;

2.
等离子体物理重点实验室, 绵阳 621900

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11204280)和等离子体物理重点实验室基金(批准号: 9140C6805020907)资助的课题.

参考文献

[1]	Montgomery D S, Nobile A, Walsh P J 2004 Rev. Sci. Instrum. 75 3986
[2]	Davydov D A, Kholopova O V, Kolbasov B N 2007 J. Nucl. Mater. 367 1079
[3]	Swift D C, Tierney T E, Luo S N 2005 Phys. Plasmas 12 056308
[4]	Kádas K, Vitos L, Johansson B 2007 Phys. Rev. B 75 035132
[5]	Di Y X, Ji X H, Hu M, Qin Y W, Chen J L 2006 Acta Phys. Sin. 43 5451 (in Chinese) [邸玉贤, 计欣华, 胡明, 秦玉文, 陈金龙 2006物理学报 43 5451]
[6]	Xu K W, Gao R S, Yu L G, He J W 1994 Acta Phys. Sin. 43 1295 (in Chinese) [徐可为, 高润生, 于莉根, 何家文 1994物理学报 43 1295]
[7]	Freund L B, Suresh S 2007 Thin Film Materials: Stress, Defect, Formation, and Surface Evolution (Beijing: Science Press) pp145, 264 (in Chinese) [Freund L B, Suresh S 2007薄膜材料–-应力、缺陷的形成和表面演化 (北京: 科学出版社)第145, 264页]
[8]	Doerner M F, Nix W D 1988 CRC Crit. Rev. Solid. State. Mater. Sci. 14 225
[9]	Kong D J, Zhang Y K, Chen Z G, Lu J Z, Feng A X, Ren X D, Ge T 2007 Acta Phys. Sin. 56 4056 (in Chinese) [孔德军, 张永康, 陈志刚, 鲁金忠, 冯爱新, 任旭东, 葛涛 2007物理学报 56 4056]
[10]	Conchon F, Renault P O, Bourhis E L, Krauss C, Goudeau P, Barthel E, Grachev S Y, Soudergard E, Rondeau V, Gy R, Lazzari R, Jupille J, Brun N 2010 Thin Solid Film 519 1563
[11]	Birkholz M 2006 Thin Film Analysis by X-ray Scattering (Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.KgaA) pp253, 276
[12]	Peng J, Ji V, Seiler W, Tomescu A, Levesque A, Bouteville A 2006 Surf. Coat. Technol. 200 2738
[13]	Ma C H, Huang J H, Chen H 2002 Thin Solid Film 418 73
[14]	Bruker 2009 Diffrac Leptos 7 User Manual (Karlsruhe: Bruker AXS Gmbh) pp66-77
[15]	Sun B, Kang C Y, Li R P, Liu Z L, Tang J, Xu P S, Pan G Q 2009 Nuclear Techniq. 32 492 (in Chinese) [孙柏, 康朝阳, 李锐鹏, 刘忠良, 唐军, 徐彭寿, 潘国强 2009 核技术 32 492]
[16]	Dong P, Chen Y Z, Bai C M 2004 Rare Metal Materials and Engineering 33 445 (in Chinese) [董平, 陈勇忠, 柏朝茂 2004 稀有金属材料与工程 33 445]

施引文献

[1]	Montgomery D S, Nobile A, Walsh P J 2004 Rev. Sci. Instrum. 75 3986
[2]	Davydov D A, Kholopova O V, Kolbasov B N 2007 J. Nucl. Mater. 367 1079
[3]	Swift D C, Tierney T E, Luo S N 2005 Phys. Plasmas 12 056308
[4]	Kádas K, Vitos L, Johansson B 2007 Phys. Rev. B 75 035132
[5]	Di Y X, Ji X H, Hu M, Qin Y W, Chen J L 2006 Acta Phys. Sin. 43 5451 (in Chinese) [邸玉贤, 计欣华, 胡明, 秦玉文, 陈金龙 2006物理学报 43 5451]
[6]	Xu K W, Gao R S, Yu L G, He J W 1994 Acta Phys. Sin. 43 1295 (in Chinese) [徐可为, 高润生, 于莉根, 何家文 1994物理学报 43 1295]
[7]	Freund L B, Suresh S 2007 Thin Film Materials: Stress, Defect, Formation, and Surface Evolution (Beijing: Science Press) pp145, 264 (in Chinese) [Freund L B, Suresh S 2007薄膜材料–-应力、缺陷的形成和表面演化 (北京: 科学出版社)第145, 264页]
[8]	Doerner M F, Nix W D 1988 CRC Crit. Rev. Solid. State. Mater. Sci. 14 225
[9]	Kong D J, Zhang Y K, Chen Z G, Lu J Z, Feng A X, Ren X D, Ge T 2007 Acta Phys. Sin. 56 4056 (in Chinese) [孔德军, 张永康, 陈志刚, 鲁金忠, 冯爱新, 任旭东, 葛涛 2007物理学报 56 4056]
[10]	Conchon F, Renault P O, Bourhis E L, Krauss C, Goudeau P, Barthel E, Grachev S Y, Soudergard E, Rondeau V, Gy R, Lazzari R, Jupille J, Brun N 2010 Thin Solid Film 519 1563
[11]	Birkholz M 2006 Thin Film Analysis by X-ray Scattering (Weinheim: WILEY-VCH Verlag GmbH & Co.KgaA) pp253, 276
[12]	Peng J, Ji V, Seiler W, Tomescu A, Levesque A, Bouteville A 2006 Surf. Coat. Technol. 200 2738
[13]	Ma C H, Huang J H, Chen H 2002 Thin Solid Film 418 73
[14]	Bruker 2009 Diffrac Leptos 7 User Manual (Karlsruhe: Bruker AXS Gmbh) pp66-77
[15]	Sun B, Kang C Y, Li R P, Liu Z L, Tang J, Xu P S, Pan G Q 2009 Nuclear Techniq. 32 492 (in Chinese) [孙柏, 康朝阳, 李锐鹏, 刘忠良, 唐军, 徐彭寿, 潘国强 2009 核技术 32 492]
[16]	Dong P, Chen Y Z, Bai C M 2004 Rare Metal Materials and Engineering 33 445 (in Chinese) [董平, 陈勇忠, 柏朝茂 2004 稀有金属材料与工程 33 445]

[1]	王瑞敏, 陈光德, 竹有章. 六方相InGaN外延膜的显微Raman散射. 物理学报, 2006, 55(2): 914-919. doi: 10.7498/aps.55.914
[2]	孙云, 王圣来, 顾庆天, 许心光, 丁建旭, 刘文洁, 刘光霞, 朱胜军. 利用高分辨X射线衍射研究磷酸二氢钾晶体晶格应变应力. 物理学报, 2012, 61(21): 210203. doi: 10.7498/aps.61.210203
[3]	李洪涛, 罗毅, 席光义, 汪莱, 江洋, 赵维, 韩彦军, 郝智彪, 孙长征. 基于X射线衍射的GaN薄膜厚度的精确测量. 物理学报, 2008, 57(11): 7119-7125. doi: 10.7498/aps.57.7119
[4]	张金帅, 黄秋实, 蒋励, 齐润泽, 杨洋, 王风丽, 张众, 王占山. 低温退火的X射线W/Si多层膜应力和结构性能. 物理学报, 2016, 65(8): 086101. doi: 10.7498/aps.65.086101
[5]	孙贤开, 朱俊杰, 张杨, 林碧霞, 傅竹西. LP-MOCVD异质外延ZnO薄膜中的应力及对缺陷的影响. 物理学报, 2005, 54(6): 2899-2903. doi: 10.7498/aps.54.2899
[6]	郭子政, 胡旭波. 应力对铁磁薄膜磁滞损耗和矫顽力的影响. 物理学报, 2013, 62(5): 057501. doi: 10.7498/aps.62.057501
[7]	黄浩, 张侃, 吴明, 李虎, 王敏涓, 张书铭, 陈建宏, 文懋. SiC纤维增强Ti17合金复合材料轴向残余应力的拉曼光谱和X射线衍射法对比研究. 物理学报, 2018, 67(19): 197203. doi: 10.7498/aps.67.20181157
[8]	方志军, 夏义本, 王林军, 张伟丽, 马哲国, 张明龙. Al2O3陶瓷衬底碳离子预注入对金刚石薄膜应力的影响研究. 物理学报, 2003, 52(4): 1028-1033. doi: 10.7498/aps.52.1028
[9]	李荣斌. 掺杂CVD金刚石薄膜的应力分析. 物理学报, 2007, 56(6): 3428-3434. doi: 10.7498/aps.56.3428
[10]	S. Hak, O. C. Rogojanu, T. Hibma, 杜晓松. 氧化铬外延薄膜的x射线研究. 物理学报, 2004, 53(10): 3510-3514. doi: 10.7498/aps.53.3510
[11]	徐波, 余庆选, 吴气虹, 廖源, 王冠中, 方容川. 应力和掺杂对Mg:GaN薄膜光致发光光谱影响的研究. 物理学报, 2004, 53(1): 204-209. doi: 10.7498/aps.53.204
[12]	蒋青, 曹海霞, 陶永梅. 用横场伊辛模型研究应力对铁电薄膜的热力学性质的影响. 物理学报, 2005, 54(1): 274-279. doi: 10.7498/aps.54.274
[13]	刘常升, 李永华, 孟繁玲, 王煜明, 郑伟涛. NiTi合金薄膜厚度对相变温度影响的X射线光电子能谱分析. 物理学报, 2009, 58(4): 2742-2745. doi: 10.7498/aps.58.2742
[14]	潘惠平, 成枫锋, 李琳, 洪瑞华, 姚淑德. 蓝宝石衬底上生长的Ga2+xO3-x薄膜的结构分析. 物理学报, 2013, 62(4): 048801. doi: 10.7498/aps.62.048801
[15]	张海峰, 刘力虎, 徐芹, 孙会元, 岂云开, 顾建军. Al掺杂ZnO薄膜的厚度对其结构及磁学性能的影响. 物理学报, 2011, 60(6): 067502. doi: 10.7498/aps.60.067502
[16]	袁文佳, 章岳光, 沈伟东, 马群, 刘旭. 离子束溅射制备Nb2O5光学薄膜的特性研究. 物理学报, 2011, 60(4): 047803. doi: 10.7498/aps.60.047803
[17]	茶丽梅, 张鹏翔, H.U.Habermeier. 双层锰氧化物薄膜的制备及其物理性质. 物理学报, 2003, 52(2): 498-502. doi: 10.7498/aps.52.498
[18]	王晓东, 牛智川, 封松林, 刘会赟. 不同组分InxGa1-xAs(0≤x≤0.3)覆盖层对自组织InAs量子点的影响. 物理学报, 2000, 49(11): 2230-2234. doi: 10.7498/aps.49.2230
[19]	谢自力, 张荣, 修向前, 刘斌, 朱顺明, 赵红, 濮林, 韩平, 江若琏, 施毅, 郑有炓. InN薄膜的氧化特性研究. 物理学报, 2007, 56(2): 1032-1035. doi: 10.7498/aps.56.1032
[20]	唐军, 任鹏, 姚涛, 闫文盛, 徐彭寿, 韦世强, 刘忠良. Mn掺杂SiC磁性薄膜的结构表征. 物理学报, 2010, 59(7): 4774-4780. doi: 10.7498/aps.59.4774

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摘要

作者及机构信息

1.
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900;

2.
等离子体物理重点实验室, 绵阳 621900

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Be薄膜应力的X射线掠入射侧倾法分析

English Abstract

Residual stress analysis by grazing-incidence X-ray diffraction on beryllium films

1.
Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China;

2.
Science and Technology on Plsama Physics Laboratory, Mianyang 621900, China

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1. 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 绵阳 621900; 2. 等离子体物理重点实验室, 绵阳 621900

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Be薄膜应力的X射线掠入射侧倾法分析

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Residual stress analysis by grazing-incidence X-ray diffraction on beryllium films

1. Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China; 2. Science and Technology on Plsama Physics Laboratory, Mianyang 621900, China

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