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仪器分析

外延层晶格常数与组分

Epitaxial Lattice Parameter & Composition

计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度,其中测量生长方向晶格间距与外延峰位置,获得面外晶格常数和层峰展宽。组分计算采用对应材料体系的晶格关系,基底峰与层峰分离后再进行应变求解。

检测内容
对称反射扫描 · 非对称反射扫描
适用对象
对称反射扫描:测量生长方向晶格间距与外延峰位置,获得面外晶格常数和层峰展宽,结果用于计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度 · 非对称反射扫描:结合面内与面外倒易矢量分量计算面内晶格常数、组分和应变状态,测量位置按以下方式布置:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标
方法标准
GB/T 42676-2023
报告交付
外延层晶格常数与组分技术报告及主要结论 · 交付高分辨扫描、RSM、晶格常数、组分、面内外应变和弛豫度结果
项目受理登记对象、检测目标和报告用途
样品登记登记数量、状态和制样要求
过程质控记录检测条件并审核原始数据
报告交付交付结果、附件和技术说明
01

检测范围

检测范围检测内容与适用对象

外延层晶格常数与组分主要检测对称反射扫描、非对称反射扫描,服务对象包括对称反射扫描:测量生长方向晶格间距与外延峰位置,获得面外晶格常数和层峰展宽,结果用于计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度、非对称反射扫描:结合面内与面外倒易矢量分量计算面内晶格常数、组分和应变状态,覆盖来样登记、检测实施和报告交付。

01核心检测项目

对称反射扫描

测量生长方向晶格间距与外延峰位置,获得面外晶格常数和层峰展宽,采集区域:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标。

02适用产品与样品

对称反射扫描:测量生长方向晶格间距与外延峰位置,获得面外晶格常数和层峰展宽,结果用于计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度

非对称反射扫描:结合面内与面外倒易矢量分量计算面内晶格常数、组分和应变状态,测量位置按以下方式布置:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标

03委托资料与样品

样品、目标参数和报告用途

样品形式:晶向明确的单晶外延片、组分系列外延层和带同体系参考样的晶圆切片

04报告与交付内容

外延层晶格常数与组分检测报告 + 检测数据与图表

外延层晶格常数与组分技术报告及主要结论

技术说明

项目技术要点

实施流程

1. 依据基底晶向和外延关系选定对称及非对称反射;2. 完成单色光学、样品方位和峰位基准校准;3. 采集高分辨ω-2θ扫描与目标反射倒易空间图;4. 将Qx、Qz转换为晶格常数并联立求解组分和弛豫;5. 汇总各测点层峰、组分、应变、弛豫度和计算关系

仪器分辨

单色器与分析器的分辨函数写入峰宽评价,避免把仪器展宽解释为晶体缺陷,样品资料:记录基底晶格常数、材料体系、标称组分、层厚、生长条件和退火状态。

反射选择

对称反射主要表征面外方向,非对称反射提供面内分量,两者联合完成应变分解,测量位置:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标。

材料模型

组分计算采用对应材料体系的晶格常数与弹性常数,温度和掺杂影响纳入参数记录,对照数据:对照基底峰、已知组分参考层和不同生长条件外延层的晶格参数。

峰形处理

基底峰、层峰与卫星峰分别标注,分峰区间和背景函数随报告一并保存,结果解释:组分计算采用对应材料体系的晶格关系,基底峰与层峰分离后再进行应变求解。

02

适用产品与样品

外延层晶格常数与组分适用于以下产品、样品及技术问题。

适用产品与技术问题

  • 对称反射扫描:测量生长方向晶格间距与外延峰位置,获得面外晶格常数和层峰展宽,结果用于计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度
  • 非对称反射扫描:结合面内与面外倒易矢量分量计算面内晶格常数、组分和应变状态,测量位置按以下方式布置:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标
  • 检测对象:晶向明确的单晶外延片、组分系列外延层和带同体系参考样的晶圆切片
  • 测量位置:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标
  • 数据判读:计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度
03

样品与委托资料

送样信息包括材质、形态、批次、保存条件、目标参数及制样要求。

  1. 01

    样品形式:晶向明确的单晶外延片、组分系列外延层和带同体系参考样的晶圆切片

  2. 02

    制样与装夹:标记晶圆缺口与外延面,保持样片平整并避开崩边和表面颗粒

  3. 03

    随样资料:记录基底晶格常数、材料体系、标称组分、层厚、生长条件和退火状态

  4. 04

    对照样品:对照基底峰、已知组分参考层和不同生长条件外延层的晶格参数

  5. 05

    位置记录:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标

所需样品量样品量与制样要求

样品形式:晶向明确的单晶外延片、组分系列外延层和带同体系参考样的晶圆切片。样品量包含制样损耗、平行样和留样需求。

检测周期项目周期与交付日期

外延层晶格常数与组分列明样品、项目、方法、开始时间与报告交付日期,并同步安排复杂前处理和多模块测试。

报告类型外延层晶格常数与组分检测报告 · 检测数据与图表 · 测试条件与质控记录

主要提供外延层晶格常数与组分技术报告及主要结论、高分辨扫描、RSM、晶格常数、组分、面内外应变和弛豫度结果,其他数据和附件在委托单中列明。

实施方式实验室来样检测

收样、制样、测试、数据复核和报告输出由项目负责人统一衔接。

04

检测项目

01

对称反射扫描

测量生长方向晶格间距与外延峰位置,获得面外晶格常数和层峰展宽,采集区域:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标。

02

非对称反射扫描

结合面内与面外倒易矢量分量计算面内晶格常数、组分和应变状态,对照组合:对照基底峰、已知组分参考层和不同生长条件外延层的晶格参数。

03

倒易空间图

在Qx-Qz空间分离基底、外延层、缓冲层和卫星峰,展示弛豫及马赛克展宽方向,样品资料:记录基底晶格常数、材料体系、标称组分、层厚、生长条件和退火状态。

04

组分与应变计算

按材料体系的无应变晶格关系计算合金组分、双轴应变和弛豫度,数据判读:组分计算采用对应材料体系的晶格关系,基底峰与层峰分离后再进行应变求解。

05

摇摆与径向展宽

分别分析ω方向和ω-2θ方向半峰宽,区分倾斜、扭转、厚度和微应变贡献,应用方向:计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度。

06

晶圆位置对比

在中心、边缘和方位点使用相同反射与步长,形成外延均匀性数据,批次控制:同一反射、单色光学、样品方位和倒易坐标换算。

05

检测方法与实施流程

现有设备和检测能力外延层晶格常数与组分所需的检测、制样、质量控制和数据分析条件齐备,受理对称反射扫描、非对称反射扫描。
01

检测需求

围绕外延层晶格常数与组分列明样品、目标参数、方法标准和报告用途。

02

样品登记

样品形式:晶向明确的单晶外延片、组分系列外延层和带同体系参考样的晶圆切片

03

完成前处理或制样

根据外延层晶格常数与组分和对称反射扫描、非对称反射扫描的测试条件处理样品。

04

完成仪器测试

使用外延层晶格常数与组分按规定参数完成对称反射扫描、非对称反射扫描和过程质量控制。

05

复核检测数据

重点检查对称反射扫描、非对称反射扫描对应的图谱、曲线、图像或数据表。

06

交付报告和附件

提供外延层晶格常数与组分技术报告及主要结论、高分辨扫描、RSM、晶格常数、组分、面内外应变和弛豫度结果及约定附件。

06

标准与方法依据

以下列出外延层晶格常数与组分采用的正式标准与执行依据,包含标准编号、适用项目和发布来源。

1 项标准共列出 1 项标准与方法。

共 1 项

GB/T 42676-2023中国标准半导体单晶晶体质量的测试 X射线衍射法GB/T 42676-2023用于外延层晶格常数与组分的半导体单晶晶体质量的测试 X射线衍射法项目实施与数据记录。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 · 现行/Published · 查看发布机构来源
07

报告与交付内容

外延层晶格常数与组分检测报告检测数据与图表测试条件与质控记录约定附件
外延层晶格常数与组分技术报告及主要结论
交付高分辨扫描、RSM、晶格常数、组分、面内外应变和弛豫度结果
原始资料:对称反射扫描数据;记录基底晶格常数、材料体系、标称组分、层厚、生长条件和退火状态
位置资料:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标
对照资料:对照基底峰、已知组分参考层和不同生长条件外延层的晶格参数
常见报告用途
计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度外延层晶格常数与组分数据积累:记录基底晶格常数、材料体系、标称组分、层厚、生长条件和退火状态复测与取样导航:在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标工艺与状态比较:对照基底峰、已知组分参考层和不同生长条件外延层的晶格参数
报告与结果说明

报告列明实际样品、检测方法、测试条件、结果和约定附件。

报告同步提供质量控制、数据复核和判定依据等项目记录。

样品、批次、工况或标准发生变化时,按新条件开展补充检测。

报告支持CMA/CNAS标识、合格判定及英文版本,相关要求可在需求表中注明。
08

常见问题

01外延层晶格常数与组分的对称反射扫描结果项有哪些?

测量生长方向晶格间距与外延峰位置,获得面外晶格常数和层峰展宽,计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度。

02外延层晶格常数与组分的对称反射扫描检测对象包括哪些样品?

晶向明确的单晶外延片、组分系列外延层和带同体系参考样的晶圆切片,标记晶圆缺口与外延面,保持样片平整并避开崩边和表面颗粒。

03外延层晶格常数与组分的对称反射扫描样品状态怎样处理?

标记晶圆缺口与外延面,保持样片平整并避开崩边和表面颗粒,记录基底晶格常数、材料体系、标称组分、层厚、生长条件和退火状态。

04外延层晶格常数与组分的对称反射扫描样品间怎样做对比?

对照基底峰、已知组分参考层和不同生长条件外延层的晶格参数,反射、单色光学、样品方位和倒易坐标换算保持一致。

05外延层晶格常数与组分的对称反射扫描测区范围怎样记录?

在晶圆中心及选定边缘方位测量对称和非对称反射,位置使用统一坐标,标记晶圆缺口与外延面,保持样片平整并避开崩边和表面颗粒。

06外延层晶格常数与组分的对称反射扫描测量质量怎样评价?

组分计算采用对应材料体系的晶格关系,基底峰与层峰分离后再进行应变求解,反射、单色光学、样品方位和倒易坐标换算保持一致。

07外延层晶格常数与组分的对称反射扫描报告附件包含什么?

交付高分辨扫描、RSM、晶格常数、组分、面内外应变和弛豫度结果,记录基底晶格常数、材料体系、标称组分、层厚、生长条件和退火状态。

08外延层晶格常数与组分的对称反射扫描如何用于产品评价?

计算外延层面内与面外晶格常数、合金组分、双轴应变和弛豫度,对照基底峰、已知组分参考层和不同生长条件外延层的晶格参数。

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