第二章晶向检测之一详解演示文稿.pptVIP

2. X射线测角仪 当前第30页\共有42页\编于星期三\8点 * * 第二章晶向检测之一详解演示文稿 当前第1页\共有42页\编于星期三\8点 优选第二章晶向检测之一 当前第2页\共有42页\编于星期三\8点 一、 晶向检测 当前第3页\共有42页\编于星期三\8点 当前第4页\共有42页\编于星期三\8点 1、硅单晶的特点 硅单晶晶体结构 a= 5.43? 硅单晶晶体结构：两套简单面心立方格子套构形成的金刚石结构。 当前第5页\共有42页\编于星期三\8点 是垂直于晶面的矢量。通常用密勒指数(h,k,l)表示。 [hkl]晶向和hkl晶面垂直 (a)[100] (b) [110] (c) [111] 2、晶向 当前第6页\共有42页\编于星期三\8点 当前第7页\共有42页\编于星期三\8点 硅单晶的不同晶面结构及其特点 {110} 当前第8页\共有42页\编于星期三\8点 二、晶向检测的常用方法 外貌观察法 光点定向法 （工业生产中常用方法） X射线衍射法 （工业生产中常用方法） 当前第9页\共有42页\编于星期三\8点 （一）光点定向测试 1、光点定向测试仪原理结构图 当前第10页\共有42页\编于星期三\8点 100 110 111 硅单晶的光学定向图形 2、样品处理——腐蚀坑的显示 当前第11页\共有42页\编于星期三\8点 硅单晶 111的光学定向图形 晶向偏离度——晶体的轴与晶体方向不吻合时，其偏离的角度称为晶向偏离度。 晶锭端面与被测晶向偏离，腐蚀坑对称性就会偏离，利用这种特性可以确定晶向偏离度。 3、晶向偏离度的测试 当前第12页\共有42页\编于星期三\8点 此型仪器设有两个工作台，可同时进行操作，右侧工作台带有托板，可对圆柱形晶体进行端面与柱面定向，也可以对晶片的端面进行定向，左侧工作台可对晶片的端面进行定向，仪器精度为±30″最小读数为1″，数字显示。 4、光点定向的应用 当前第13页\共有42页\编于星期三\8点 该型定向仪仪专门用于硅单晶锭的粘结，是和多线切割机配套使用的半导体行业专用设备。 当前第14页\共有42页\编于星期三\8点 （三） X射线衍射法 X射线的波长范围一般为10-2～102?，有强的穿透能力，原子和分子的距离（1～10 ?）正好在X射线的波长范围之内，X射线对物质的散射和衍射能传递丰富的微观结构信息，因此X射线衍射是研究物质微观结构的最主要的方法。 当用波长为λ的单色x射线照射晶体时，在X射线作用下晶体的若干层原子面会发生布喇格定律衍射，应用X射线在晶体中的衍射现象，可以得到晶向、晶向偏离度、晶体的原子面间距、晶体表面缺陷等许多晶体结构信息。使用X射线衍射仪确定晶向及偏离度，具有快速、精确的特点。 1、X射线简介 当前第15页\共有42页\编于星期三\8点 当前第16页\共有42页\编于星期三\8点 当前第17页\共有42页\编于星期三\8点 衍射（Diffraction）又称为散射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象。衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象。衍射时产生的明暗条纹或光环，叫衍射图样。 产生衍射的条件是：当孔或障碍物尺寸与光的波长相同数量级，甚至比波长还要小时，产生衍射。因此光波长越小，越容易产生衍射现象。 晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束 X射线通过晶体时将会发生衍射；衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上增强、而在其它方向上减弱；分析在照相底片上获得的衍射花样，便可确定晶体结构。 1913年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式——布拉格定律： 2、X射线衍射及布喇格定律 当前第18页\共有42页\编于星期三\8点 当前第19页\共有42页\编于星期三\8点 当前第20页\共有42页\编于星期三\8点 当相邻原子面散射后的光程差(2dsinθ)等于入射光波长的整数倍时，即 相邻原子面散射波干涉加强，产生明显的衍射光束。 布拉格定律衍射 掠射角 X射线入射 X射线被晶格原子散射后出射 上原子层 下原子层 当前第21页\共有42页\编于星期三\8点 对于半导体硅，它具有金刚石结构，其晶格常数a＝5.43073?，其面