روشهای شناسایی و ارزیابی پوشش ها (قسمت دوم)

ضخامت پوشش

ضخامت پوشش یا یک فیلم ممکن است به سه روش تعریف گردد :

 1- ضخامت هندسی - جدایش در بین سطوح(شکل  ‏1-2).

 2- ضخامت جرمی

 3- ضخامت موثر(property thickness)

 ضخامت هندسی یک جدایش بین سطح است و اندازه آن، میکرو اینچ، نانومتر، انگستروم یا میکرون می باشد. این جدایش در اندازه و مقدار ترکیب، چگالی و میکروساختار نیست. یک مشکل عمومی با این اندازه گیری تعریف سطوح است. توده ضخامتی با میکروگرم به سانتی متر مربع تعریف شده است و قابل تبدیل شدن به یک ضخامت هندسی است اگر چگالی ماده را بدانیم اندازه گیریهای ضخامتی صحیح بعضی از خواص از قبیل جذب اشعه X، الکترون برگشتی، برگشت یون، جذب سطحی یا هدایت الکتریکی، که ممکن است به چگالی، ترکیب، میکروساختار، جهت کریستالوگرافی فیلم و غیر حساس باشد را اندازه گیری می کند. تکنیک های اندازه گیری صحیح ضخامتی اغلب نیازمند استانداردهای درجه بندی هستند. تکنیک های اندازه گیری ضخامت متفاوت ممکن است همچنین به بخش های اتصالی و غیر اتصالی طبقه بندی گردند.

شکل  ‏1-2 شناسایی ضخامت پوشش-(d_n)به عنوان میانگین زبری پوشش بر روی زیر لایه.

-  تکنیک های اتصالی-Contacting techniques

Surface profilometer: ارتفاع یک مرحله را‚ از سطح زیر لایه تا سطح فیلم اندازه گیری می کند. مرحله بوسیله پنهان شدن در طی رسوب گذاری یا با پنهان شدن تشکیل شده است. سوزن چندین سانتی متر طول را با وضوح بیشتر از 2/0 میکرون و ارتفاع را با وضوح بیشتر از 100 انگستروم مورد بررسی قرار می دهد. حساسیت وابسته به سختی و صافی سطح و کوتاهی مرحله است.

شکل 2-2 نمونه خروجی دستگاه Surface profilometer

-  تکنیک های غیر اتصالی Non-contacting techniques

Michelson inters terametry

ارتفاع هر مرحله را با استفاده از یک بیم انشعابی روشن اندازه گیری می‌کند. بنابراین طول های متفاوتی که از این بیم های روشن بدست می آید، نشان دهنده مخرب بودن یا سازنده بودن آن ها است. با داشتن طول موج نورها و دانستن تعداد حاشیه ها، ارتفاع مرحله قابل شناسایی است. ارتفاع های هر مرحله اندازه گیری شده می تواند 300-0002/0 انگستروم باشد.

(X-ray fluorescence (XRF

جرم هر واحد از فضا را برای یک ماده حساب می کند. با فرض دانستن چگالی اندازه گیری می تواند به عنوان ضخامت نشان داده شود. اندازه گیری ضخامت از 100 نانومتر تا 40 میکرون وابسته به مواد انجام می گیرد.

X-ray absorption

اندازه گیری با اشعه ایکس میرا. اندازه گیری ضخامت با دانستن ضریب جذب یا با درجه بندی. اندازه‌گیری با این روش از 1/0 تا کمتر از 1000 نانومتر است(شکل  ‏3-2).

Ellipsometry

اندازه گیری ضخامت فیلم دی الکتریک بوسیله چرخش محورهای پلاریزاسیون که باعث می گردد بیم از فیلم عبور کند. ضخامت با دانستن شاخص انکسار دی الکتریک تعیین می گردد (شکل  ‏4-2).

• قبلی
• بعدی