晶向檢測之一演示文稿

晶向檢測之一演示文稿目前一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點第二章晶向檢測之一目前二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點本章內容一、晶向檢測二、晶體缺陷檢測三、光學顯微鏡技術四、電子顯微鏡技術目前三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點一、晶向檢測目前四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前五頁\總數(shù)四十六頁\編于一點1、硅單晶的特點硅單晶晶體結構a=5.43?

硅單晶晶體結構：兩套簡單面心立方格子套構形成的金剛石結構。目前六頁\總數(shù)四十六頁\編于一點是垂直于晶面的矢量。通常用密勒指數(shù)(h,k,l)表示。

[hkl]晶向和<hkl>晶面垂直

(a)[100](b)[110](c)[111]2、晶向目前七頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前八頁\總數(shù)四十六頁\編于一點硅單晶的不同晶面結構及其特點{110}目前九頁\總數(shù)四十六頁\編于一點二、晶向檢測的常用方法

外貌觀察法

光點定向法（工業(yè)生產(chǎn)中常用方法）

X射線衍射法（工業(yè)生產(chǎn)中常用方法）目前十頁\總數(shù)四十六頁\編于一點（一）光點定向測試1、光點定向測試儀原理結構圖目前十一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點<100>

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硅單晶的光學定向圖形2、樣品處理——腐蝕坑的顯示

目前十二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點硅單晶

<111>的光學定向圖形

晶向偏離度——晶體的軸與晶體方向不吻合時，其偏離的角度稱為晶向偏離度。晶錠端面與被測晶向偏離，腐蝕坑對稱性就會偏離，利用這種特性可以確定晶向偏離度。

3、晶向偏離度的測試

目前十三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點此型儀器設有兩個工作臺，可同時進行操作，右側工作臺帶有托板，可對圓柱形晶體進行端面與柱面定向，也可以對晶片的端面進行定向，左側工作臺可對晶片的端面進行定向，儀器精度為±30″最小讀數(shù)為1″，數(shù)字顯示。

4、光點定向的應用

目前十四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點該型定向儀儀專門用于硅單晶錠的粘結，是和多線切割機配套使用的半導體行業(yè)專用設備。目前十五頁\總數(shù)四十六頁\編于一點（三）X射線衍射法

X射線的波長范圍一般為10-2～102?，有強的穿透能力，原子和分子的距離（1～10?）正好在X射線的波長范圍之內，X射線對物質的散射和衍射能傳遞豐富的微觀結構信息，因此X射線衍射是研究物質微觀結構的最主要的方法。當用波長為λ的單色x射線照射晶體時，在X射線作用下晶體的若干層原子面會發(fā)生布喇格定律衍射，應用X射線在晶體中的衍射現(xiàn)象，可以得到晶向、晶向偏離度、晶體的原子面間距、晶體表面缺陷等許多晶體結構信息。使用X射線衍射儀確定晶向及偏離度，具有快速、精確的特點。

1、X射線簡介

目前十六頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前十七頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前十八頁\總數(shù)四十六頁\編于一點衍射（Diffraction）又稱為散射，波遇到障礙物或小孔后通過散射繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。衍射現(xiàn)象是波的特有現(xiàn)象，一切波都會發(fā)生衍射現(xiàn)象。衍射時產(chǎn)生的明暗條紋或光環(huán)，叫衍射圖樣。產(chǎn)生衍射的條件是：當孔或障礙物尺寸與光的波長相同數(shù)量級，甚至比波長還要小時，產(chǎn)生衍射。因此光波長越小，越容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象。晶體可以作為X射線的空間衍射光柵,即當一束X射線通過晶體時將會發(fā)生衍射；衍射波疊加的結果使射線的強度在某些方向上增強、而在其它方向上減弱；分析在照相底片上獲得的衍射花樣，便可確定晶體結構。1913年英國物理學家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在勞厄發(fā)現(xiàn)的基礎上,不僅成功地測定了NaCl、KCl等的晶體結構,并提出了作為晶體衍射基礎的著名公式——布拉格定律：

2、X射線衍射及布喇格定律

目前十九頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前二十頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前二十一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點當相鄰原子面散射后的光程差(2dsinθ)等于入射光波長的整數(shù)倍時，即

相鄰原子面散射波干涉加強，產(chǎn)生明顯的衍射光束。布拉格定律衍射掠射角X射線入射X射線被晶格原子散射后出射上原子層下原子層目前二十二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點

對于半導體硅，它具有金剛石結構，其晶格常數(shù)a＝5.43073?，其面間距與一些主要的低指數(shù)晶面(h、k、l)的關系為；

(2.2)，表2.4目前二十三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點X-rayDiffractionPattern2ISimpleCubicl=2dhklsinhklBragg’sLaw:l(CuK)=1.5418?BaTiO3atT>130oCdhkl20o

40o60o(hkl)目前二十四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前二十五頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前二十六頁\總數(shù)四十六頁\編于一點圖2.9X射線衍射儀的原理結構示意圖X射線衍射儀由X射線發(fā)生器、測角儀和探測記錄系統(tǒng)3部分組成3、X射線衍射儀的組成X射線發(fā)生器測角儀探測記錄系統(tǒng)目前二十七頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前二十八頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前二十九頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前三十頁\總數(shù)四十六頁\編于一點2.X射線測角儀目前三十一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前三十二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點3.X射線的探測目前三十三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點4.目前三十四頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前三十五頁\總數(shù)四十六頁\編于一點（1）晶體結構（晶向、晶格常數(shù)、原子面間距）的測量測量時將樣品置于衍射儀的測角儀上，由x射線源發(fā)出的射線，經(jīng)濾光片后得到單色x射線照射到樣品上，使樣品表面與入射X射線束的掠射角為θ。4、X射線衍射儀的使用與測量目前三十六頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前三十七頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前三十八頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前三十九頁\總數(shù)四十六頁\編于一點2ISimpleCubicl=2dhklsinhklBragg’sLaw:l(CuK)=1.5418?dhkl20o

40o60o(hkl)通過X射線衍射儀測試得到衍射角θ，根據(jù)布拉格公式求得晶體的原子面間距d；根據(jù)晶面與面間距的關系示，確定晶體晶向.目前四十頁\總數(shù)四十六頁\編于一點目前四十一頁\總數(shù)四十六頁\編于一點（2）晶向偏離度的測量轉動測角儀，使樣品圍繞水平和垂直軸轉動，當樣品表面轉到一定位置時，在計數(shù)管內會出現(xiàn)最大的衍射強度，記下圍繞水平方向轉動角α和垂直方向轉動角β。可以證明，晶向的偏離角度Φ與α、β角的關系為由此可以求出樣品表面的晶向偏離度。目前四十二頁\總數(shù)四十六頁\編于一點5、半導體工業(yè)中單晶定向儀該型X射線定向儀主要用于4英寸以下小直徑晶棒的OF面定向，晶錠水平放置在夾具內，在X-RAY照射下，測出OF面，依機械方式緊固晶錠，然后將晶錠帶同夾具一起固定在磨床上加工OF面。目前四十三頁\總數(shù)四十六頁\編于一點精密快速地測定天然和人造單晶(壓電晶體,光學晶體,激光晶體,半導