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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
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

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。

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: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结果解释

需要注意的限制

应变、弛豫与外延质量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 应变、弛豫与外延质量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。 应变、弛豫与外延质量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

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: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

准备资料样品和资料要求

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 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 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 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 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

项目结果本页列出的结果内容

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

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

报告和检测数据

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
检测结果说明

应变、弛豫与外延质量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

应变、弛豫与外延质量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。

应变、弛豫与外延质量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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