Communication Dans Un Congrès Année : 2019

Description fine de couches minces par analyse combinée XRR-GIXRF à SOLEIL

Résumé

De nouveaux matériaux déposés en couches de plus en plus fines apparaissent chaque année faisant ressentir le besoin de nouvelles méthodes de caractérisation précise à l'échelle nanométrique. La réflectivité en rayons X est une technique bien établie mais celle-ci peut être combinée à la fluorescence X en incidence rasante (GIXRF). Différents dispositifs expérimentaux dédiés à ces techniques sont déjà installés sur des lignes de rayonnement synchrotron [1, 2, 3] ou en laboratoire, en utilisant comme source de rayonnement un tube à rayons X [4]. CASTOR est un nouveau goniomètre conçu sur le modèle développé par Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), qui est actuellement utilisé sur la ligne de lumière METROLOGIE du synchrotron SOLEIL [5]. CASTOR peut être installé sur chaque branche de la ligne de lumière: la branche XUV (30 eV-1,9 keV) et la branche rayons X dure (3-38 keV) donnant accès à des analyses sur une large plage d'énergie. Le goniomètre est composé d'une chambre à vide et d'un manipulateur à 7 axes (quatre mouvements de translation et trois mouvements de rotation), ce qui en fait un outil idéal de caractérisation d'échantillons. Il est équipé de photodiodes pour l'acquisition du rayonnement X incident ou réfléchi (voire transmis) et d'un spectromètre (SDD) afin d'enregistrer la fluorescence X émise. Les photodiodes ont été étalonnées avec précision à l'aide d'un radiomètre cryogénique à substitution électrique [6] et le SDD a été étalonné à l'aide de la source de laboratoire SOLEX [7], ce qui permet de faire de l'analyse sans référence. CASTOR est également équipé d'un module de chauffage, permettant d'étudier la structure et les propriétés des matériaux en fonction de la température. L'analyse des données est faite en modélisant à la fois la géométrie de l'expérience et la structure de l'empilement grâce au formalisme de Parratt [9] pour le calcul du champ stationnaire et de la réflectivité, et à l'expression de de Boer [10] modifiée pour calculer la fluorescence émise. Le traitement des spectres est réalisé avec COLEGRAM [11] ou PyMCA [8] et les données XRR et GIXRF sont simulées et ajustées en Mathematica.

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Dates et versions

hal-03932765 , version 1 (13-01-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03932765 , version 1

Citer

Y Ménesguen, M.-C Lépy, Karine Le Guen, Iyas Ismail, P Jonnard. Description fine de couches minces par analyse combinée XRR-GIXRF à SOLEIL. 13ème Colloque « Rayons X et Matière » (RX2019), Nov 2019, Nancy, France. ⟨hal-03932765⟩
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