Growth and structure of WC/SI multilayer X-ray mirror

Abstract

WC/Si multilayer X-ray mirrors (MXMs) with nominal layers thicknesses of 0.2…30.3 nm (periods: 0.7…38.9 nm) were deposited by direct current magnetron sputtering and studied by X-ray diffraction and crosssectional transmission electron microscopy (TEM). Carbide and silicon layers are amorphous throughout the studied thickness range. The WC layers interact with Si layers with formation of tungsten silicides (WSi2, W5Si3) and silicon carbide in as-deposited state. The bottom interlayer (WC-on-Si) consists of two subzones of approximately equal thickness. An estimation of the thickness, density, and composition of all layers is made. Based on the experimental data, a five-layer model of the WC/Si MXM structure is suggested.

Методами рентгеновской дифракции и просвечивающей электронной микроскопии исследованы особенности роста многослойных рентгеновских зеркал (МРЗ) WC/Si, изготовленных методом прямоточного магнетронного распыления с номинальными толщинами слоев в диапазоне 0,2…30,3 нм (периоды 0,7…38,9 нм). Во всем диапазоне исследуемых толщин слои WC и Si находятся в аморфном состоянии. Установлено взаимодействие слоев WC и Si с образованием силицидов вольфрама (WSi2, W5Si3) и карбида кремния в исходном состоянии. Нижняя перемешанная зона состоит из двух подзон примерно равной толщины. Сделана оценка толщины, плотности и состава всех слоев. На основе определенных параметров предложена пятислойная модель строения МРЗ WC/Si.

Методами рентгенівської дифракції та просвічувальної електронної мікроскопії досліджені багатошарові рентгенівські дзеркала (БРД) WC/Si, що виготовлені методом прямоточного магнетронного розпилення з фіксованими швидкостями осадження з номінальними товщинами шарів у діапазоні 0,2…30,3 нм (періоди 0,7…38,9 нм). У всьому діапазоні досліджуваних товщин шари WC та Si являються аморфними. Шари WC та Si взаємодіють з утворенням силіцидів вольфраму (WSi2, W5Si3) та карбіду кремнію в початковому стані. Нижня перемішана зона складається з двох перемішаних підзон приблизно рівної товщини. Зроблена оцінка товщини, щільності та складу всіх шарів. Спираючись на експериментальні результати запропонована п’ятишарова модель будови БРД WC/Si.