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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
确认检测需求登记对象、检测目标和报告用途
样品登记登记数量、状态和制样要求
检查检测过程记录检测条件并审核原始数据
出具报告交付结果、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

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。

01项目内容

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适用情况

对象与条件

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结果解释

需要注意的限制

外延层晶格常数与组分结果报告对应实际样品、测点、量程和测量条件;整批评价按照约定取样方案、对照设置和判定依据执行 外延层晶格常数与组分结果物相分析同步记录含量、结晶度、峰重叠、择优取向、荧光背景、样品尺寸和模型;无定形相与低含量相结合互补方法复核。 外延层晶格常数与组分结果对应实际收到的样品、采用的高分辨XRD与倒易空间图 HRXRD/RSM条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性 仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

技术说明

检测时需要注意什么

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。

适用产品和常见问题

  • 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

送样前需要准备什么

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

准备资料样品和资料要求

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 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 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 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 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

项目结果本页列出的结果内容

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

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

检测方法和流程

受理前需要确认什么受理前需确认对象、样品状态、方法适用性和实施条件;具体检测范围、进度与报告要求以双方确认的方案为准。
06

检测标准和方法

以下是本页引用的标准与方法资料。具体项目是否适用、采用哪个版本及如何判定,需结合对象、条件和委托要求确认。

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

报告和检测数据

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
检测结果说明

外延层晶格常数与组分结果报告对应实际样品、测点、量程和测量条件;整批评价按照约定取样方案、对照设置和判定依据执行

外延层晶格常数与组分结果物相分析同步记录含量、结晶度、峰重叠、择优取向、荧光背景、样品尺寸和模型;无定形相与低含量相结合互补方法复核。

外延层晶格常数与组分结果对应实际收到的样品、采用的高分辨XRD与倒易空间图 HRXRD/RSM条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性

仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

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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