in-situ röntgendiffraktion zur charakterisierung von mechanischen ...

∆ω (°)
0.5
0.0
-0.5
-1.0
RT
100 °C
200 °C
300 °C
400 °C
-1.5
0 2 4 6 8 10 12 14
4. Ergebnisse und Diskussion
∆x (mm)
Abbildung 4.18: Positive und negative Substratkrümmung einer 2.7µm Al Schicht auf
100µm Si als Funktion der Temperatur. Die offenen Symbole beziehen sich auf den
Heizvorgang, und die gefüllten auf den Abkühlvorgang. Es zeigt sich, dass die Änderung
von ∆ω (≤1.2°) über den Messbereich ∆x in jedem Falle möglich ist. Die linearen
Zusammenhänge sowohl bei positiven als auch bei negativen Steigungen zeigen, dass die
Probenhalterung ungehinderte Substratkrümmung für Krümmungsradien >1m erlaubt. Der
Maximalfehler der Ausgleichsgeraden beträgt ∆(∂ω/∂∆x)=5.5·10 -3 (°/mm). Auf das
Einzeichnen der Fehler wurde wegen der geringen Ausdehnung der Fehlerbalken verzichtet.
Abbildung 4.18 zeigt die linearen Zusammenhänge zwischen ∆ω und ∆x für ausgewählte
Temperaturen des Messzyklus. Die aus den ∆ω - ∆x Abhängigkeiten berechneten
Krümmungsradien der Substratkrümmung liegen zwischen RRT=-0.9±0.08m und
R400°C=1.5±0.14m. Wie man sieht, ist sowohl bei negativer als auch positiver Durchbiegung
des Substrates ein linearer Zusammenhang zwischen ∆ω und ∆x zu beobachten. Das
bedeutet, dass für Krümmungsradien ≥0.9m die Einspannung keinen Einfluss auf die
Substratbiegung ausübt. Würde die Probe nach der Einspannung nicht frei beweglich sein,
dann wäre keine ungehinderte Substratbiegung im gesamten Temperaturintervall möglich.
Dies würde dann eine Abweichung vom linearen Zusammenhang bewirken. Da dies nicht
beobachtet wurde, kann eine ungehinderte Biegung des Schicht-Substrat-Verbundes
angenommen werden.
In weiterer Folge muss überprüft werden, ob auch Proben mit Krümmungsradien