电子轨迹是示意性的,它们不能给出能量被储存在哪里或者储存了多少,因此需要能量轮廓图。对应于图15.16a所示的能量轮廓图由图15.17a给出,显示了电子束能量没有被吸收的百分数等值线。也就是说,10%轮廓线表示该体积内电子束能量的90%被其吸收。正如电子轨迹所指出的那样,电子束能量的相当大一部分实际上完全穿透了最上面的那层。能量轮廓图近似圆柱形,沿着电子束中心线轮廓图的间隙表明,只有最顶端和最底端能量以一种近乎线性关系储存起来。为了模拟需要,圆柱状宽化了的直线源能很好地接近这些条件。对于图15.16b中两Si层情况,许多电子轨迹穿透进入第二层,图15.17b中的能量储存轮廓图表明,相比轨迹图本来所揭示的,只有较少的能量穿透到第二层。但是,如果代以一个相对较薄的第二层,而有更厚的或者大块的Si基板存在,则最顶层中所吸收的能量要高些,因为本应该在第二层底部存在的电子有机会散射回来向上进入最顶层,如图15.18所示,其中,界面能量密度轮廓图为原来电子束密度的50%。当比较图15.17和图15.18时,应注意是很大一部分电子束能量在后面的两种情况时都已经被吸收了,所以不能直接比较相同百分数的等值线。正像下面将要介绍的一样,被2000nm厚的Si层吸收的所有电子束能量的百分比数量只达到12%,其中,对于4000nm厚的Si层,相应的数量是27%,对于一个厚层Si,这一值将变为90%多一点。因此,对比各种厚度,为了达到均匀的、定性的“等能”储存,等值线数值必须按总吸收能量来计算。
图15.17 图15.16a和图15.16b样品中的电子能量轮廓图
[等值线表示电子束能量没有被吸收的百分比,这些图是图15.16样品中的垂直影像(184nm厚)]
作为一个例子,图15.17a中25%(75%储存)等值线几乎达到了层背部表面。图15.17b中30%等值线实际上延伸到了第二层里,暗示较高百分比的等值线刚刚达到最顶层的底部。图15.18中50%等值线刚刚接触界面。因而,为了对比在最顶层里沿着电子束轴向存储的能量需要对比三个不同的等值线,25%、30%和50%,代表整个能量储存的75%、70%和50%,分别为电子束能量的12%、27%和38%。因此,界面上的有关能量储存是:没有下一层的情况为0.75×12%~9%;有2μm厚下一层的情况为0.70×27%~19%;有3μm厚下一层的情况为0.50×38%~19%。加入第二层吸收进最顶层的能量翻倍,但是进一步增厚下一层基本没有作用。如果下一层是一种更致密的材料,效果类似。对于下面的那层,无论多厚,圆柱形线源不再有意义,因为等值线不再接近圆柱形了。层状的椭圆几何结构更加接近这一情况。(www.xing528.com)
图15.18 电子能量轮廓图
(下面的层厚是3000nm)
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