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仪器分析

应变、弛豫与外延质量

Strain, Relaxation & Epitaxial Quality

综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性,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、应变和弛豫联立求解,马赛克展宽与成分梯度不混作同一来源。

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,结果用于综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性 · 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:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射
方法标准
GB/T 42676-2023
报告交付
应变、弛豫与外延质量技术报告及主要结论 · 交付晶格参数、应变与弛豫度、RSM、摇摆展宽和外延质量对照
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

应变、弛豫与外延质量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、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:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射。

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,结果用于综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性

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:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射

03委托资料与样品

样品、目标参数和报告用途

样品形式:部分弛豫外延层、失配异质结、缓冲层结构和退火前后的单晶薄膜

04报告与交付内容

应变、弛豫与外延质量检测报告 + 检测数据与图表

应变、弛豫与外延质量技术报告及主要结论

技术说明

项目技术要点

实施流程

1. 依据外延关系确定面内外晶格求解所需反射组合;2. 完成基底峰定位、方位校准和分辨率函数记录;3. 采集对称高分辨曲线、非对称RSM与摇摆曲线;4. 求解面内外晶格参数并分析弛豫线和峰展宽分量;5. 将应变、弛豫、马赛克和工艺条件汇总为外延质量图

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:记录材料体系、基底晶格、设计组分、缓冲层、层厚、温度和退火时间。

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:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射。

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:以同基底未退火样和工艺调整样比较面内晶格、弛豫度与峰展宽。

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、应变和弛豫联立求解,马赛克展宽与成分梯度不混作同一来源。

02

适用产品与样品

应变、弛豫与外延质量适用于以下产品、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,结果用于综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性
  • 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:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射
  • 检测对象:部分弛豫外延层、失配异质结、缓冲层结构和退火前后的单晶薄膜
  • 测量位置:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射
  • 数据判读:综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性
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:部分弛豫外延层、失配异质结、缓冲层结构和退火前后的单晶薄膜

  2. 02

    制样与装夹:保留生长方位与层序,样片固定后使目标非对称反射位于同一衍射平面

  3. 03

    随样资料:记录材料体系、基底晶格、设计组分、缓冲层、层厚、温度和退火时间

  4. 04

    对照样品:以同基底未退火样和工艺调整样比较面内晶格、弛豫度与峰展宽

  5. 05

    位置记录:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射

所需样品量样品量与制样要求

样品形式:部分弛豫外延层、失配异质结、缓冲层结构和退火前后的单晶薄膜。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

应变、弛豫与外延质量列明样品、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。

报告类型应变、弛豫与外延质量检测报告 · 检测数据与图表 · 测试条件与质控记录

主要提供应变、弛豫与外延质量技术报告及主要结论、晶格参数、应变与弛豫度、RSM、摇摆展宽和外延质量对照,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:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射。

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:以同基底未退火样和工艺调整样比较面内晶格、弛豫度与峰展宽。

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:记录材料体系、基底晶格、设计组分、缓冲层、层厚、温度和退火时间。

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、应变和弛豫联立求解,马赛克展宽与成分梯度不混作同一来源。

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:综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性。

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应变、弛豫与外延质量所需的检测、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

围绕应变、弛豫与外延质量列明样品、目标参数、方法标准和报告用途。

02

样品登记

样品形式:部分弛豫外延层、失配异质结、缓冲层结构和退火前后的单晶薄膜

03

完成前处理或制样

根据应变、弛豫与外延质量和对称反射扫描、非对称反射扫描的测试条件处理样品。

04

完成仪器测试

使用应变、弛豫与外延质量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

提供应变、弛豫与外延质量技术报告及主要结论、晶格参数、应变与弛豫度、RSM、摇摆展宽和外延质量对照及约定附件。

06

标准与方法依据

以下列出应变、弛豫与外延质量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用于应变、弛豫与外延质量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

应变、弛豫与外延质量检测报告检测数据与图表测试条件与质控记录约定附件
应变、弛豫与外延质量技术报告及主要结论
交付晶格参数、应变与弛豫度、RSM、摇摆展宽和外延质量对照
原始资料:对称反射扫描数据;记录材料体系、基底晶格、设计组分、缓冲层、层厚、温度和退火时间
位置资料:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射
对照资料:以同基底未退火样和工艺调整样比较面内晶格、弛豫度与峰展宽
常见报告用途
综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性应变、弛豫与外延质量数据积累:记录材料体系、基底晶格、设计组分、缓冲层、层厚、温度和退火时间复测与取样导航:围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射工艺与状态比较:以同基底未退火样和工艺调整样比较面内晶格、弛豫度与峰展宽
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应变、弛豫与外延质量的对称反射扫描能得到哪些参数?

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,综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性。

02应变、弛豫与外延质量的对称反射扫描常见送样形态有哪些?

部分弛豫外延层、失配异质结、缓冲层结构和退火前后的单晶薄膜,保留生长方位与层序,样片固定后使目标非对称反射位于同一衍射平面。

03应变、弛豫与外延质量的对称反射扫描制样时要准备什么?

保留生长方位与层序,样片固定后使目标非对称反射位于同一衍射平面,记录材料体系、基底晶格、设计组分、缓冲层、层厚、温度和退火时间。

04应变、弛豫与外延质量的对称反射扫描参照组怎样设置?

以同基底未退火样和工艺调整样比较面内晶格、弛豫度与峰展宽,反射、单色光学、样品方位和倒易坐标换算保持一致。

05应变、弛豫与外延质量的对称反射扫描测区如何选择?

围绕基底峰和层峰采集对称扫描及非对称RSM,跨晶圆位置保持同一反射,保留生长方位与层序,样片固定后使目标非对称反射位于同一衍射平面。

06应变、弛豫与外延质量的对称反射扫描数据质量如何保证?

组分、应变和弛豫联立求解,马赛克展宽与成分梯度不混作同一来源,反射、单色光学、样品方位和倒易坐标换算保持一致。

07应变、弛豫与外延质量的对称反射扫描原始数据文件有哪些?

交付晶格参数、应变与弛豫度、RSM、摇摆展宽和外延质量对照,记录材料体系、基底晶格、设计组分、缓冲层、层厚、温度和退火时间。

08应变、弛豫与外延质量的对称反射扫描怎样支持工艺判断?

综合晶格常数、RSM和摇摆展宽评价应变状态、弛豫路径与外延完整性,以同基底未退火样和工艺调整样比较面内晶格、弛豫度与峰展宽。

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