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Mapping von Schichtdickenvariationen

Die Probe, zwei Elektroden auf einem Glassubstrat, ist ein Prüfkörper für die photoinduzierte Elektrolyse. Sie besteht aus einer Bimetall-Monolage mit einem Konzentrationsgradienten entlang der Oberfläche. Das Glassubstrat wird durch Magnetron-Sputtern eines kombinierten Cu-Al-Targets beschichtet.

Da Röntgenstrahlen Materie durchdringen können, ermöglicht die RFA (XRF) im Allgemeinen die Bestimmung von Schichtdicken. Micro-XRF ermöglicht die Schichtanalyse (Dicke und Zusammensetzung) mit räumlicher Auflösung im Mikrometerbereich. Die Schichtanalyse basiert stark auf der elementaren Fundamentalparameter-Quantifizierung und kann durch die Verwendung von Standardproben verbessert werden. So können "gängige" Schichtsysteme, wie ENEPIG-Schichten, ZnNi-Schichten oder Lotschichten, gegen leicht verfügbare Standards mit hoher Genauigkeit gemessen werden, aber auch neuartige Schichtsysteme in einer F&E-Umgebung können getestet werden.

Die gesamte Probenfläche von 5 x 5 cm² wurde mit einer räumlichen Auflösung von 50 µm bei 50 ms Messzeit pro Pixel gemappt. Die Elementverteilung der Schichtelemente Al und Cu zeigt deutlich den Konzentrationsgradienten.
Die Map-Daten wurden in Bezug auf die Dicke von Cu:Al auf Si mit einem 5-fachen Pixel-Binning quantifiziert (woraus sich eine Auflösung von 250 µm für die Schichtdickenanalyse ergibt). Für solche neuartigen Probensysteme gibt es keine Referenzen, daher beruht die Quantifizierung auf Fundamentalparametern. Die Ergebnisse stimmen gut mit den Erwartungen des Herstellers überein.