晶格弛豫的直接测定

化合物半导体和硅半导体结构特性分析的一个重要内容是测定多层外延膜结构中每层薄膜的晶格弛豫度。 薄膜的应变和组份是决定器件性能的关键。由Bede发展而来，Jordan Valley所采用的晶格弛豫度的测量方法，是一个独特的技术，并已经在生产线中作为晶格弛豫度的标准监控过程广泛应用。

传统的扫描方法：

• 外延薄膜的衍射峰强度低、峰宽大，导致晶格弛豫度和组份测定的精度不足。
• 需要假定晶格弛豫度，以获得其他数据。
• 无法从多层外延膜的衍射数据中分离提取单层的信息。
• 扫描型测试的速度很慢
• 需要人工手动分析

Jordan Valley所采用的方法，是由Bede创新发展的，不需要对结构作任何假设性设定，即可确定膜层的弛豫度。该方法依据垂直方向晶格参数的测定结果（使用(004)面的对称扫描），沿倒易空间中弛豫度分布扫描，直接测定晶格驰豫度。对于垂直方向晶格参数不同的不同外延层，采用此独特的方法，可以直接精确测定其弛豫度或组份，而不受其它衍射峰的干扰。

上图是硅衬底上SiGe外延层的组份和晶格弛豫度的自动精确测量的数据。(004)扫描精确确定了在倒易空间中弛豫度扫描的起止点。从弛豫度扫描图可以看出，弛豫度值可以直接从峰位读取，完全不需要复杂的分析。此图中SiGe膜层为完全应变结构，Ge含量为13%。