J 2005

Combination of optical methods and atomic force microscopy at characterization of thin film systems

OHLÍDAL, Ivan, Daniel FRANTA and Petr KLAPETEK

Basic information

Original name

Combination of optical methods and atomic force microscopy at characterization of thin film systems

Name in Czech

Kombinace optických metod a mikroskopie atomové síly pro zkoumání systémů tenkých vrstev

Authors

OHLÍDAL, Ivan (203 Czech Republic, guarantor), Daniel FRANTA (203 Czech Republic) and Petr KLAPETEK (203 Czech Republic)

Edition

Acta physica slovaca, Bratislava, Institute of Physics, SAS, 2005, 0323-0465

Other information

Language

English

Type of outcome

Článek v odborném periodiku

Field of Study

10302 Condensed matter physics

Country of publisher

Slovakia

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

Impact factor

Impact factor: 0.359

RIV identification code

RIV/00216224:14330/05:00013181

Organization unit

Faculty of Informatics

UT WoS

000229323000004

Keywords in English

Roughness; Ellipsometry; Spectrophotometry; AFM
Změněno: 27/4/2006 19:52, RNDr. JUDr. Vladimír Šmíd, CSc.

Abstract

V originále

In this paper the examples of combined analytical methods usable for the characterization of thin film systems are presented. As the optical methods variable angle spectroscopic ellipsometry and spectroscopic reflectometry are used. It is shown that these methods can be employed for the complete determination of both the optical and material parameters of the materials forming the films. Moreover, it is shown that using the combined methods of AFM and the optical methods specified it is also possible to determine the values of the parameters characterizing some defects of the film systems under investigation. Discussion of the reliability of the methods enabling us to determine the values of the statistical quantities describing the boundary roughness of the thin films is also presented. A detailed attention is devoted to the results achieved for these quantities by atomic force microscopy for very finely rough film boundaries (i.e. nanometrically rough boundaries). The practical meaning of the combined methods presented is illustrated using the characterization of several samples of TiO2 films, hydrogenated polymorphous silicon films and oxide films originating by thermal oxidation of gallium arsenide substrates.

In Czech

V tomto článku jsou uvedeny příklady kombinace analytických metod použitelných pro charakterizaci systémů tenkých vrstev. Jako optické metody jsou užity víceúhlová spektroskopická elipsometrie a spektroskopická reflektometrie. Je ukázáno, že tyto metody mohou být aplikovány pro úplné určení optických i materiálových parametrů látek vytvářejících tenké vrstvy. Navíc je ukázáno, že kombinované metody AFM a specifikovaných optických metod je možné využít k určení hodnot parametrů charakterizujících některé defekty zkoumaných systémů tenkých vrstev. Je také presentována diskuse spolehlivosti metod umožňujících určit hodnoty statistických veličin popisujících drsnost rozhraní. Podrobná pozornost je věnována výsledkům dosaženým pro tyto veličiny pomocí AFM pro velmi jemně drsná rozhraní tenkých vrstev (tj. pro nanometricky drsná rozhraní). Praktický význam uvedených kombinovaných metod je ilustrován pomocí chararakterizace několika vzorků TiO2 vrstev, hydrogenovaných polymorfních křemíkových vrstev a oxidových vrstev vzniklých termickou oxidací podložek z galium arsenidu.

Links

FT-TA/094, research and development project
Name: *Vývoj metod pro charakterizaci defektů na površích pevných látek.
Investor: Ministry of Industry and Trade of the CR
GA203/05/0524, research and development project
Name: Fotonická skla a amorfní vrstvy
Investor: Czech Science Foundation, Photonics glasses and amorphous films
MSM 143100003, plan (intention)
Name: Studium plazmochemických reakcí v neizotermickém nízkoteplotním plazmatu a jeho interakcí s povrchem pevných látek
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, Study of plasmachemical reactions in non-isothermic low pressure plasma and its interaction with the surface of solid substrates