in-situ röntgendiffraktion zur charakterisierung von mechanischen ...

4. Ergebnisse und Diskussion
4.4 Erste Versuche der Messung von temperaturabhängigen REK mittels der
Kombinationsmethode
Da die röntgenographische Messung der temperaturabhängigen Substratkrümmung mit der
Heizkammer aus Kapitel 4.3 durchgeführt werden konnte, erfolgte eine Testmessung, ob
diese Heizkammer auch für die Messung von temperaturabhängigen REK mittels der
Kombinationsmethode geeignet ist. Dafür wurde eine polykristalline 2.7µm dicke Al-Schicht
auf einem 100µm dicken Si(100) Substrat verwendet. Die Messung erfolgte während eines
thermischen Belastungszyklus zwischen Raumtemperatur und 350°C. Als
Temperaturintervalle zwischen den Messungen wurde ∆T=50°C verwendet. Als Messpunkt
für die sin 2 ψ-Abhängigkeiten wurde die Mitte der Probe verwendet (vgl. Abbildung 3.9,
Ursprung des Koordinatensystems). Die Messung der Gitterdehnung mittels sin 2 ψ wurde
hierbei an den Al(331) Netzebenen durchgeführt.
4.4.1 sin 2 ψ Abhängigkeiten
Wie bei den Raumtemperaturmessungen werden für die temperaturabhängigen Messungen
die Steigungen im sin 2 ψ-Graph zur Beurteilung der Abhängigkeit des Gitterparameters von
sin 2 ψ betrachtet. Abbildung 4.24 zeigt hierzu den Zusammenhang zwischen a und sin 2 ψ für
einige ausgewählte Temperaturen des Heizzyklus.
a (Å)
4.30
4.28
4.26
350°C
300°C
250°C
150°C
4.24
100°C
4.22
RT
Heizen ( )
Kühlen ( )
0.0 0.2 0.4 0.6
sin 2 ψ
Abbildung 4.24: Temperaturabhängigkeit der Ausgleichsgeraden für die Dehnungsmessung in
einem Temperaturzyklus zwischen Raumtemperatur und 350°C. Es zeigt sich ein linearer
Zusammenhang für die Messwerte, was die Anwendbarkeit der sin 2 ψ Methode bestätigt. Die
offenen Symbole repräsentieren die Messungen beim Aufheizen, die gefüllten Symbole die
Messungen beim Abkühlen der Probe. Unter der Annahme eines Fehlers von ∆2θ=0.01°, eines 2θ
Winkels von ~110° und Cu-Kα Wellenlänge ergibt sich ein Fehler im berechneten Gitterparameter
von ∆a=0.005nm.
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