Co_Si多层膜的模型结构研究.pdfVIP

云南大 学学报 ( 自然科 学版) 　1999 , 21 ( 1) : 35～37 CN 53 - 1045/ N 　ISSN 0258 - 7971 Journal of Yunnan University Co/ Si 多层膜的模型结构研究 马忠元 　杨 　宇 　吴兴惠 (云南大学物理系 , 昆明 ,65009 1 ;第一作者 25 岁 ,女 ,硕士生) 摘要 :对小角 X 射线衍射法测出的 Co/ Si 多层膜的平均折射率修正值为负的原因作了进一步的分析 ,提出 了修正的具有化合物层的多层膜结构模型 ,运用光学多层膜理论计算小角衍射强度时代入了负的折射率修正 δ 值 ,得到的理论计算曲线与实验曲线趋于一致. 关键词 :Co/ Si 多层膜 ;小角衍射 ;折射率修正值 分类号 :O 484 . 5 　　文献标识码 :A 　　文章编号 :0258797 1( 1999) 0 10035 - 38 小角 X 射线衍射法很早就用于测量外延生长的一维周期性的超晶格[ 1 ] . 由于金属 - 硅多层膜对发展 金属 - 半导体 - 金属结构具有重要意义[2 ,3 ] ,而用小角 X 射线衍射法测定 Co/ Si 多层膜周期厚度对其参 数的设计与控制具有重要的作用. 我们在文献[4 ] 中报道了 Co/ Si 多层膜的平均折射率修正值为负值的结 果 ,这是以往用其它材料制成的多层膜没有出现过的 ,并从理论上对形成 Co/ Si 化合物层的可能性进行了 阐述 , 为进一步解释出现负值的原因 , 本文提出一个修正的具有化合物层的多层膜结构模型 , 并根据光 学多层膜理论计算了小角衍射强度. 1 　结果和分析 文献[4 ]在采用小角 X 射线衍射法测定 Co/ Si 多层膜周期厚度 时使用了带折射修正的布喇格公式[5 ] λ 2 2 θ δ ( ) 　　　　　　　　sin m = m 2 + 2 1 打标 2 p λ 为入射 X 射线的波长 ,p 为多层膜的周期厚度 , m 为衍射峰级数 , θ δ 为入射角 , 为平均折射率修正值. 根据小角衍射图 ,用最小二乘 2 θ 2 δ 法作 sin mm 直线 ,从直线斜率和截距可得到 p 和 ,实际求得的 周期与设计值基本一致 ,截距为负值. 究其原因我们认为是 :在 Co/ Si 界面上 ,Co ,Si 原子相遇 ,反应生成硅化物 ,呈现强的相互作用体 δ 系 ,从而改变了平均折射率修正值 的符号 ,据此分析 ,本文提出了 一个修正的多层膜结构模型 ,如图 1 所示. 在 Co 层和 Si 层之间加入 CoSi 化合物层 ,计算时可对化合物层的厚度进行拟合. 由此结构出 发 , 我们按照光学多层膜理论计算了衍射强度 ,每一层的 δ取负 ( ) 值 ,计算时将膜层按由下至上的次序编号 ,从衬底开始 N = 1 到空 　　图 1 　修正后的多层膜结构示意图 ( ) 气层 N = 43 ,采用反射系数的迭代公式