Si（111）材料应力沿表面法线分布的信息的测量方法
专利汇可以提供Si（111）材料应力沿表面法线分布的信息的测量方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种Si(111)材料中应 力 沿表面法线分布信息的测量方法，主要解决 现有技术 不能用x射线衍射仪获取 应力 沿表面法线分布信息的问题。其技术步骤是：将Si(111)材料 水 平放置于x射线衍射仪载物台；依次对该Si(111)材料中的(111)和(220)晶面进行对光；以不小于50nm的步长减小x射线透射深度，并在各透射深度下获取(220)晶面的布拉格 角 ；将测得的一组布拉格角代入布拉格方程，得到一组(220)晶面的面间距；根据一组面间距计算Si(111)材料应力沿表面法线分布的信息。本发明测试成本低，对被测材料无损伤，能获取一组应力沿表面法线的分布信息。，下面是Si（111）材料应力沿表面法线分布的信息的测量方法专利的具体信息内容。
1.一种Si(111)材料应力沿表面法线分布信息的测量方法，采用x射线衍射仪进行测试，该衍射仪设有载物台，该载物台设有三个转动轴，分别为ω轴、χ轴和φ轴，其中，ω轴平行于载物台，且垂直于x射线入射光束与x射线探测器组成的平面，χ轴平行于载物台，且与ω轴垂直，φ轴垂直于载物台；探测器可绕与ω轴重合的2θ轴旋转，其特征在于，测试步骤包括如下：
(1)将Si(111)材料水平放置于x射线衍射仪的载物台，依次对Si(111)材料中的(111)晶面和(220)晶面进行对光；
(2)同时旋转载物台的ω轴、χ轴和φ轴，使该Si(111)材料以(220)晶面法线为轴单方向旋转，并以不小于50nm的步长逐渐减小x射线透射深度，每改变一次透射深度就对(220)晶面进行一次三轴晶2θ-ω扫描，获取与该透射深度所对应的(220)晶面的布拉格角θ。在所有x射线透射深度下都进行扫描后，最后得到一组(220)晶面的布拉格角θi，i＝1,2,…,N，N表示x射线不同透射深度的个数；
(3)将测得的一组布拉格角θi代入以下布拉格方程，得到一组(220)晶面的面间距di：
其中，λ为x射线的波长，n为衍射级数；
(4)将计算得到的一组面间距di代入以下方程组，得到Si(111)材料沿表面法线分布// ⊥
的(111)面内应力分量εi 和[111]轴方向应力分量εi ：
其中，dr为所参考的(220)晶面的面间距，h、k、l为(220)晶面的米勒指数，νSi为Si(111)材料的泊松比，取值为0.278。
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)所述的对Si(111)材料中的(111)晶面进行对光，其步骤如下：
(2a)将x射线衍射仪工作模式调为双轴晶衍射模式；
(2b)对(111)晶面做ω扫描，得到该晶面的摇摆曲线，然后将载物台ω角旋转至该曲线的衍射峰中心位置，其中，ω角表示载物台绕ω轴相对于载物台初始位置旋转过的角度；
(2c)对(111)晶面做探测器扫描，得到探测器扫描曲线，然后将探测器2θ角旋转至该曲线的衍射峰中心位置，其中，2θ角表示探测器绕2θ轴相对于探测器初始位置旋转过的角度；
(2d)重复步骤(2b)，再对该(111)晶面做一次χ扫描，得到χ扫描曲线，并将载物台χ角旋转至χ扫描曲线最高点所在位置，其中，χ角表示载物台绕χ轴相对于载物台初始位置旋转过的角度；
(2e)重复步骤(2b)-(2c)，直到摇摆曲线的峰值不再增大，得到(111)晶面双轴晶最佳对光条件，推出ω、2θ和χ轴的零点校正角。
3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)所述的对Si(111)材料中的(220)晶面进行对光，其步骤如下：
(3a)将载物台的χ角调为χ轴零点校正角加35.2643°，将载物台的ω角调为ω轴零点校正角加23.652°，将探测器2θ角调为2θ轴零点校正角加47.304°，便于(220)晶面衍射出光；
(3b)对(220)晶面做φ扫描，即固定x射线源和x射线探测器，让载物台以φ轴为轴心旋转，得到该晶面的φ扫描曲线，然后将载物台旋转至该曲线的衍射峰中心位置；
(3c)对(220)晶面做ω扫描，得到该晶面的摇摆曲线，然后将载物台ω角旋转至该曲线的衍射峰中心位置；
(3d)对(220)晶面做探测器扫描，得到探测器扫描曲线，然后将探测器2θ角旋转至该曲线的衍射峰中心位置；
(3e)重复步骤(3c)和(3b)，再按顺序重复步骤(3c)、(3d)、(3c)和(3b)，直到摇摆曲线的峰值不再增大；
(3f)将x射线衍射仪工作模式调为三轴晶衍射模式；
(3g)重复步骤(3d)，得到(220)晶面三轴晶最佳对光条件。
4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(2)所述的三轴晶2θ-ω扫描，其操作是：
在三轴晶衍射模式下，固定x射线源，使载物台绕ω轴旋转的同时x射线探测器以两倍于载物台的旋转速度绕2θ轴旋转，得到2θ-ω曲线。
Si(111)材料应力沿表面法线分布的信息的测量方法
技术领域
2θ-ω扫描，获取该晶面的面间距，结合(1)计算出的ε 算出(111)晶面的面内应力分量//
ε 。参见许振嘉《半导体的检测与分析(第二版)》。然而，无论是对称2θ-ω扫描还是掠入射2θ-ω扫描，x射线的透射深度都是固定的，因此这种方法给出的沿[111]轴的应⊥ //
力分量ε 和(111)面内应力分量ε 仅能近似反映被测材料在一个固定的x射线透射深度下所受应力的大小，无法给出应力沿表面法线的分布信息。
发明内容
具体实施方式
1,2,…,N，N表示x射线不同透射深度的个数。
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