In-situ Röntgendiffraktion zur Charakterisierung von mechanischen Spannungen in dünnen Schichten

Ernst Eiper

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Ziel der Arbeit ist es, neue Einblicke in den Bereich der temperaturabhängigen Spannungsentwicklung und -messung mittels in-situ Röntgendiffraktion an dünnen Schichten bei thermischer Belastung zu geben. So erfolgte eine Untersuchung von temperaturabhängigen Spannungen an epitaktischem GaN auf Gamma-LiAlO2 zwischen Raumtemperatur (RT) und 600°C. Die Spannungen zeigten ein rein elastisches, aber stark anisotropes Verhalten. Somit konnten erstmals über Diffraktion anisotrope thermische und intrinsische Spannungen einer epitaktischen GaN Schicht auf LiAlO2 bestimmt werden. Es wird auch eine neue Methode (Kombinationsmethode, KM) zur Messung von röntgenographischen elastischen Konstanten (REK) vorgestellt. Deren Vorteil liegt in der experimentellen Bestimmung der REK ohne Diffraktometer Zusatzwerkzeuge. Die Verifikation der KM erfolgte mittels Al- und Cu- Schichten auf Si. Weiters wurde eine Heizkammer entwickelt und getestet, mit der es möglich ist temperaturabhängige röntgenographische Substratkrümmungsmessungen zwischen RT und 400°C durchzuführen. Untersuchungen von Temperatur- und Größeneffekten thermisch belasteter Al Schichten auf Si wurden ebenfalls durchgeführt. Dafür erfolgten röntgenographische Spannungsmessungen an Al Schichten zwischen 50 und 2000nm Dicke während zyklischer, thermischer Belastung zwischen -100°C und 350°C. Die Mikrostruktur der Schichten wurde mittels TEM, REM und AFM hinsichtlich möglicher Verformungsmechanismen untersucht.
Titel in ÜbersetzungMechanical stresses in thin films, characterised by in-situ X-ray diffraction
OriginalspracheDeutsch
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Resel, Roland, Beurteiler B (extern), Externe Person
  • Dehm, Gerhard, Beurteiler A (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2006

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • In-situ Röntgendiffraktion
  • Spannungsmessung
  • dünne Schichten
  • Methodik-Diffraktion
  • Grösseneffekt

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