高分辨率 XRD 有何用途?
外延层成分、厚度、应变与弛豫表征
高分辨率X射线衍射是化合物半导体工业中外延层表征的经典手段。传统上,该技术主要用于测定外延层厚度与组分;近年来,该技术的进展已经实现多层结构中特定层应变与弛豫状态的精确解析。
高分辨率X射线摇摆曲线分析可实现外延单晶薄膜的厚度、组分及应变状态的表征。上述参数的获得基于X射线动力学衍射理论对实测曲线的模拟与拟合。图示案例展示了通过分子束外延(MBE)技术在Si(001)衬底上/SiGe薄膜/Si覆盖层结构。该样品的SiGe层的标称厚度为50 nm,Ge标称浓度为20.0%,Si覆盖层的标称厚度为20 nm。
实验摇摆曲线(红色)由通过配备 Ge(440)x4 单色仪的 SmartLab 多功能衍射仪测得。蓝色曲线是使用理学摇摆曲线分析软件进行拟合而成,拟合结果与测量数据高度吻合。拟合显示: SiGe 层的实际厚度为 49.24 nm,Ge 浓度为 13.7%。Si覆盖层实际厚度为 24.25 nm,略高于标称值。