Die hochauflösende Röntgendiffraktometrie (HRXRD) bietet eine Fülle von Anwendungstechniken für die zerstörungsfreie Analyse von meist mehrschichtigen Materialen mit fast perfekter Kristallstruktur. Die Strukturparameter, die untersucht und quantifiziert werden können, sind für die erfolgreiche Nutzung dieser Materialien von entscheidender Bedeutung.
Schichtstrukturen für Halbleiter
Die Strukturen der meisten modernen Halbleitergeräte werden mittels Gasphasenepitaxie auf ein Substrat aus Silizium-, Siliziumgermanium-, III-V- und II-VI-Halbleitern aufgebracht. Diese Folien weisen eine nahezu perfekte Kristallstruktur mit einer relativ geringen Versetzungsdichte auf.
Die Eigenschaften der Filme hängen weitgehend von ihrer Zusammensetzung und ihren strukturellen Parametern ab. Informationen wie Schichtdicke, Zusammensetzung, Spannung, Relaxation und Strukturqualität können durch die Messung von Rockingkurven und Reciprocal Space Maps mit hochauflösenden Röntgenoptiken gewonnen werden. Die räumliche Verteilung von Fehlern kann durch bildgebende Verfahren auf Basis der Röntgendiffraktometrie, z. B. durch Röntgentopografie, visualisiert werden.
Lösungen für hochauflösende Röntgendiffraktometrie
Experimente mit hochauflösender Röntgendiffraktometrie auf epitaktisch gewachsenen Schichten, Heterostrukturen und Übergitterstrukturen erfordern einen hochmonochromatischen Röntgenstrahl mit einer wohldefinierten Wellenlängenverteilung und einer sehr geringen Divergenz.
Die Systeme X'Pert³ MRD (XL) und Empyrean von Malvern Panalytical erfüllen die Anforderungen an die HRXRD. Dank der großen Auswahl an Hybridmonochromatoren und hochauflösenden Monochromatoren können die spezifischen Anforderungen hinsichtlich der Auflösung für verschiedenste Materialien erfüllt werden. Das einzigartige PreFIX-Montagekonzept ermöglicht schnelle und einfache Konfigurationsänderungen ohne Neujustierung.
Die Softwareprogramme Epitaxy und Smoothfit ermöglichen es Bedienern und fortgeschrittenen Anwendern, Rockingkurven, Reciprocal Space Maps und Wafer-Maps zu analysieren. Dank patentierter Algorithmen können Rockingkurven simuliert und automatisch angepasst werden.
