Streuung von Röntgenstrahlen an selbstorganisierten Halbleiter ...

52 4 Experimentelles
ändern von β und γ im Verhältnis 1:2 abtasten. In gewisser Weise komplementär dazu ordnet sich
der angulare Scan ein, wobei nur die Richtung des Beugungsvektors, nicht jedoch dessen Länge
geändert wird. Der Aufpunkt von Q beschreibt bei Veränderung von β dann einen Kreisbogen um
den reziproken Ursprung.
Bei der Berechnung des Auflösungselementes werden die gleichen Annahmen in Bezug auf
Detektordistanz, inhärente Auflösung des Detektors und Quelldivergenzen, wie schon zuvor für
HRXRD und GISAXS gemacht. Aus (4-6) folgt in GID Geometrie:
⎛ sin β ∆β
+ sinγ
∆γ
⎞
⎜
⎟
∆Q
GID = K⎜
cos β ∆β
+ cosγ
∆γ
⎟
(4-11)
⎜
⎟
⎝ ∆α
i + ∆α
f ⎠
Da in allen GID Messungen ein Si(111)-Analysatorkristall die gestreute Strahlung senkrecht zum
PSD analysierte, verringert sich die Akzeptanz ∆γ auf etwa 0.04 mrad. Für die z-Komponente ist
neben ∆α f , das durch die Auflösung des PSD mit etwa 1.3×10 -4 rad gegeben ist, ∆α i entscheidend.
Da die Steigerung von Auflösung durch Verkleinern von eintritts- und austrittsseitig angebrachten
Blenden erreicht wird, stellt die erreichte Größenordnung immer einen Kompromiß zu Lasten der
Intensität dar. Mit ∆α i ≈ 36 µrad ergibt sich ein Auflösungselement in der Nähe des 220 Gitterpunktes:
∆Q
220
⎛8.
8×
10
⎜
= ⎜ 2.
1×
10
⎜
⎝6.
6×
10
−5
−4
−4
⎞
⎟
⎟Å
⎟
⎠
−1
(4-12)
Im gewählten Bezugssystem entspricht die x- der angularen- und die y- der radialen Richtung. Diese
Auflösung ermöglicht das Detektieren von Korrelationspeaks, die einen Abstand von 1.4×10 -3 Å -1 in
beiden Richtungen vom Substratreflex haben, siehe beispielsweise Abb. 6-33A. Mit einem Aufbau
ohne Analysatorkristall wäre dies nicht möglich.
4.2 Positionsempfindlicher Detektor
Der verwendete positionsempfindliche Detektor (PSD) (Fa. BRAUN) besteht in seinem Inneren
aus einem etwa 50 mm langen Pt-beschichteten Zähldraht. Dieser liegt auf einem Potential von
etwa 3000 V in Bezug auf die Wandung und wird während des Betriebes ständig mit einem Argon-
Methan Gemisch gespült. Durch ein etwa 50 mm langes und 10 mm breites Be-Fenster gelangen
die Röntgenquanten ins Innere und ionisieren die Ar-Atome, für Cu-Kα Strahlung mit einer
Wahrscheinlichkeit von etwa 50 %. Mittels eines TACs (time to amplitude converter) kann aus der
Laufzeitdifferenz der Elektronen auf die Position des Röntgenquants geschlossen werden. Bei einer
aktiven Länge des Drahtes von etwa 45 mm und 2048 Kanälen ergibt sich eine nominelle
Auflösung von etwa 20 µm, der praktisch erreichbare Wert liegt etwa um den Faktor 4 bis 5 höher.
Der Hauptvorteil des PSD liegt klar auf der Hand: im Gegensatz zu einem 0-dimensional
auflösenden Detektor, erfaßt der PSD die Intensitätsverteilung 1-dimensional ortsaufgelöst mit