Grazing-incidence X-ray fluorescence analysis of thin chalcogenide materials deposited on Bragg mirrors

Autor: D. Eichert, S. Torrengo, Yann Mazel, W. Pessoa, P. Gergaud, Marie-Christine Lépy, Emmanuel Nolot, Mathieu Bernard, Y. Ménesguen
Přispěvatelé: Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Laboratoire National Henri Becquerel (LNHB), Département Métrologie Instrumentation & Information (DM2I), Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Département d'instrumentation Numérique (DIN (CEA-LIST)), Elettra Sincrotrone Trieste, EMPIR et EURAMET, Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Laboratoire d'Intégration des Systèmes et des Technologies (LIST), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy
Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, 2020, 168, pp.105864. ⟨10.1016/j.sab.2020.105864⟩
Spectrochimica Acta Part B: Atomic Spectroscopy, Elsevier, 2020, 168, pp.105864. ⟨10.1016/j.sab.2020.105864⟩
ISSN: 0584-8547
1873-3565
DOI: 10.1016/j.sab.2020.105864⟩
Popis: International audience; Advanced chalcogenide materials are key for state-of-the art memories, energy harvesting materials and photonics. The properties of thin chalcogenide layers are highly driven by their chemical composition, chemical depth-profiles and surface/interface effects. The combination of Grazing-Incidence X-ray Fluorescence (GIXRF) and X-ray Reflectometry (XRR) techniques allows for non-destructive access to such information, in the lab or at dedicated beamlines. However, the accuracy of the GIXRF-deduced composition slightly degrades with depth, as the enhancement of the XRF signal by the X-ray Standing Wave (XSW) field is usually limited to the first nanometers at the surface of the probed sample. In this paper, we suggest the use of (Mo/Si)*N Bragg mirrors, rather than bare silicon substrates for thin chalcogenide deposition, to improve the sensitivity of GIXRF/XRR analysis to small process-driven modifications. The aim of such multilayered substrates is to maintain high values of X-ray reflected intensity even at angles significantly higher than the critical angle, therefore generating an XSW-induced enhancement of the XRF signal not only at the surface but also in the depth of the layer of interest. The simulation of GIXRF-XRR data, collected at SOLEIL Metrology beamline and in the lab on Rigaku SmartLab diffractometer, on arsenic-free Ovonic Threshold Switch materials (Ge, Se, Sb) for advanced Phase Change memory (PCRAM) applications illustrates the interest of this approach, which is fully-compatible with numbers of PCRAM materials elaborated with low-temperature physical vapor deposition process.
Databáze: OpenAIRE