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半导体XRD检测半导体XRD检测——广东省科学院半导体研究所是广东省科学院下属骨干研究院所之一,主要聚焦半导体产业发展的应用技术研究,兼顾重大技术应用的基础研究,从事电子信息、半导体领域应用基础性、关键共性技术研究,以及行业应用技术开发。


另外,也可以利用谢乐公式计算:

谢乐公式的应用方法Dc = 0.89λ /(B cos θ)(λ为X 射线波长, B为衍射峰 半高宽, θ 为衍射角)双线法(Williams-Hall)测定金属晶体中的微观应力。晶块尺寸小于0.1μm,且有不均匀应变时衍射线宽化。可用谢乐方程或Hall法作定量计算。谢乐方程的假设是试样中没有晶体结构的不完整引起的宽化,则衍射线的宽化只是由晶块尺寸造成的,而且晶块尺寸是均匀的。需注意,晶粒大于100纳米以上,用谢乐公式不太准确,因为其半高宽的原因。准确的是在40nm左右,但是,半导体XRD检测平台,低于100n都可以谢乐公式来算。另外,谢乐公式只适合球形粒子。




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平行光路还有一种比较重要的应用是通过测试反射率(XRR)分析薄膜的厚度、密度以及薄膜表面界面的粗糙度等信息,这种测试不需要薄膜是外延的,甚至是有机薄膜也可以测试,重要的是样品面要足够平整。

单晶结构解析

还有一点需要说明的是,现在有不少人在做单晶方面的研究,好不容易培养出来一个小晶体,也听说可以通过XRD测试结果对晶体结构进行解析,于是拿着晶体兴匆匆去常规粉末或薄膜XRD的实验室,半导体XRD检测实验室,要求老师给他解结构。其实他们是把四圆单晶衍射仪和常规的粉末或薄膜XRD仪器搞混了。对于高分辨薄膜XRD虽然也能对部分单晶进行测试,但是也于对晶体品质(晶体结晶质量)进行分析,对于结构解析是无能为力的。如果有晶体结构解析的需要,就选择四圆单晶衍射仪进行相关的实验。




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变温测定结构相变

还有些样品在某温度存在结构相变,半导体XRD检测费用多少,通常这种结构相变会伴随物理性质的变化,为了证实材料是否具有结构相变,以及分析相变前后结构的变化,我们就需要选择变温XRD测试,它是研究原位结构相变的得力工具。

研究单晶薄膜

另外一些做单晶薄膜(也叫外延薄膜)相关研究的同学,在测试样品的时候就需要使用高分辨XRD,高分辨XRD通常配有平行光、单色器、欧拉环等附件,可以用来分析薄膜的物相、外延关系(通过Phi扫描)、结晶质量(摇摆曲线)、薄膜面内晶格和应变情况(需要使用倒易空间图reciprocal space mapping)等。



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