超大高宽比X射线波带片的研制

发布时间：2025-02-05 11:09

　　X射线显微成像技术能够对样品的内部结构实现高分辨率的无损伤观测,有着高分辨率、高穿透性、丰富的衬度机制以及友好的成像环境等特点。此技术在微电子、生命科学、材料科学等领域有着广泛的应用前景。波带片是X射线显微成像技术中实现聚焦和成像的关键元件。波带片环带的几何参数直接影响了成像的分辨率,而当X射线能量较大时,需要足够的波带片厚度(或称为高度),才能获得高衍射效率,因此要求X射线波带片具有大的高宽比。大高宽比X射线波带片的传统制作工艺复杂,价格昂贵。本文的工作,采用原子层沉积和聚焦离子束切割技术相结合的方法,探索了大高宽比X射线波带片的批量制备方法,主要研究结果如下:(1)计算了金波带片高度、X射线能量、衍射效率之间的关系。计算了四种材料组合(HfO2/Al2O3、HfO2/SiO2、Ir/Al2O3、Au/air)的波带片,在不同 X 射线能量下(5keV、8kev、10keV、15keV、20keV、24keV)的衍射效率,结合材料的成膜特点及工艺匹配来分析,进行波带片叠层材料的选择和结构设计工作。(2)探究了原子层沉积技术制备氧化铝和氧化铪薄膜的工艺条件,考察了沉积温度100℃-30℃...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２?ＥＸＲＦ的ＳＴＸＭ光束线的示意图［２２］??－ｅｍａｒ＇

科学家完成。自此之后，分辨率在亚微米量级和亚ｉ〇〇ｎｍ的ＳＴＸＭ也相继出??现剛。??图１－２所示为ＳＴＸＭ的示意图。Ｘ射线光源多数通过同步辐射光源的方式提??供，利用波带片这一光学元件对Ｘ射线进行聚焦，聚焦后的Ｘ射线在焦点处形成??一个极小的光斑，由此通过样品，形成一个微小的光....

图１－３软Ｘ射线对Ｃ、Ｏ、蛋白质和水的穿透深度曲线［３２］??－

生命科学领域的研究人员，利用ｘ射线显微成像技术研究自然状态下的生物??活体。“水窗”指Ｘ射线波长在２．３４?ｎｍ－４．３８?ｎｍ之间［３Ｇ’３１】，此波段Ｘ射线对Ｃ、??Ｈ、０、Ｎ等几种元素有明显的吸收边（图１－３），生物活细胞的组成也主要含有这??几种元素，因此可利用不同元素对....

图１－４?（ａ－ｆ）小鼠的腺癌细胞中细胞器的软Ｘ射线成像图

在微电子领域，利用硬Ｘ射线三维成像技术可以直接实现半导体芯片内部金??属布线的观察，检测芯片电路中存在的缺陷［３３］，且不会对芯片结构造成损伤，观察??时不需要复杂的制样工作，直接观测即可。图１－５是利用硬Ｘ射线三维成像技术??观测到的半导体芯片的三维断层。??现阶段，微电子领域....

图１－５硬Ｘ射线三维成像技术观测芯片断层??Ｆｉｇ?１－５?Ｈａｒｄ?Ｘ－ｒａｙ?３Ｄ?Ｉｍａｇｉｎｇ?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｏｂｓｅｒｖｉｎｇ?Ｃｈｉｐ?Ｆａｕｌｔｓ??

?成像技术观测小鼠腺癌细胞，分辨率在３６－７０?ｎｍ，观测到多种细胞器结构［３４］。??图１－４?（ａ－ｆ）小鼠的腺癌细胞中细胞器的软Ｘ射线成像图。Ｍ?（线粒体），Ｌ?（溶酶体），ＥＲ??（内质网），Ｖ?（囊泡），ＰＭ?（质膜），ＮＭ?（核膜），ＮＰ?（核孔），Ｎｕ?（核仁），Ｎ....

本文编号：4029742