Ellipsometrische Charakterisierung von C-Schutzschichten für die SpeichertechnologieEllipsometric characterization of protective carbon coatings for storage technology

Abstract

Die spektroskopische Ellipsometrie ist eine schnelle, zerstörungsfreie und zuverlässige Methode zur Charakterisierung von Dünnschichten, die auf der Wechselwirkung von Licht mit einem Schichtsystem beruht. Bei den hier durchgeführten Untersuchungen wurde dieses Verfahren im sichtbaren Spektralbereich zur Charakterisierung von Kohlenstoff‐Schutzschichten (kurz: C‐Schutzschichten) von 2‐7nm Dicke auf Magnetspeicherplatten eingesetzt. Der spezifische Schichtaufbau einer Magnetspeicherplatte konnte mit einem angepassten optischen Einschicht‐Modell beschrieben werden. Im Hinblick auf eine genaue Analyse der bedeckenden C‐Schutzschicht wurde ein zuverlässig reproduzierbares Verfahren zur Bestimmung des unterliegenden metallischen Materials entwickelt. Das verwendete Modell zeigt sich bis zu Kohlenstoff‐Dicken von 2 nm geeignet, was sich in einer linearen Abhängigkeit der ellipsometrischen Parameter (ψ, Δ) von der Schichtdicke äußert. Über Simulationsberechnungen konnten Kriterien zur Selektion von optimierten Wellenlängen zur Schichtcharakterisierung gefunden werden. Weiterhin wurde ein Anstieg des Extinktionskoeffizienten κ für einen zunehmenden Stickstoff‐Gehalt in der Schicht festgestellt. Auftretende zeitliche Instabilitäten bei der Bestimmung der Schichtdicke d und des Extinktionskoeffizienten κ der C‐Schutzschicht ließen sich durch Adsorptionsprozesse an der Oberfläche erklären.