Standard-Scannertechnologie als einfaches Werkzeug zur Charakterisierung dünner Schichten - ein kritischer Vergleich mit klassischen spektroskopischen Methoden

Abstract

Diese Arbeit befasst sich mit der Schichtdickenbestimmung von transparenten metallischen und dielektrischen Schichten mittels kommerziell erwerbbarer Geräte, wie z.B. einem Durchlichtscanner. Ein zentrales Thema stellt dabei der Vergleich der Schichtdickenbestimmung mittels Durchlichtscanner und jener mittels klassischer spektroskopischer Methoden dar.<br />Zu Beginn der Arbeit werden die theoretischen Grundlagen der verwendeten Methoden erläutert. Dabei werden unter anderem die Möglichkeiten der optischen Schichtdickenbestimmung von transparenten Filmen zusammengefasst.<br />Im Anschluss an die theoretischen Grundlagen werden die angewendeten experimentellen Aufbauten beschrieben, insbesondere die Entwicklung einer Vorrichtung zur Herstellung von Schichten mit konstant zunehmender Schichtdicke. Diese Schichten ermöglichen die Bestimmung einer schichtdickenabhängigen Transmission über einen beliebigen Spektralbereich, wenn ein entsprechendes Spektrometer zur Verfügung steht.<br />Der letzte Teil der Arbeit beinhaltet experimentelle Ergebnisse. Für die optische Schichtdickenbestimmung ist es notwendig, die optischen Konstanten (reeller Brechungsindex n, Extinktionskoeffizient k) des betreffenden Materials zu kennen. Aus diesem Grund wurden die optischen Konstanten ausgewählter Materialen mithilfe des Durchlichtscanner und des Spektrometers gemessen und mit Literaturwerten verglichen. Bei vielen anwendungsorientierten Problemstellungen sind Beschichtungen von Granulaten notwendig. Deshalb wurden weiters Schichten auf Diamantgranulat hergestellt und ihre Schichtdicke bestimmt.