锗/硅短周期超晶格的X射线双晶衍射研究

用 X射线双晶衍射对气源分子束外延 (GS- MBE)制备的锗 /硅短周期超晶格 (SPS)样品进行了分析。所有样品的锗层厚度固定为 1.5单原子层 ,而硅层厚度为 1.4～ 3.8nm。对于硅层厚度小于 2 .4nm的样品来说 ,双晶衍射摇摆曲线中由超晶格引起的衍射峰较宽 ,而且看不到干涉引起的精细结构 ,这表明超晶格中可能存在位错及界面不平整。对硅层较厚 (>2 .9nm)的样品 ,摇摆曲线中超晶格引起的衍射峰很窄 ,而且有明显的由干涉产生的精细结构 ,表明此时超晶格的质量较高 ,界面平整。对硅层厚度为2 .1～ 2 .9nm的样品 ,超晶格对应的衍射峰可以分解为两个宽度不等的子峰 ,但没有精细结构出现。这个区间与文献 [1]报道的在荧光光谱发现的一个异常带出现区间完全相同。本实验的 X射线双晶衍射测试与分析结果支持文献

用双晶衍射摆动曲线半峰宽研究硅片机械强度

实验研究了X射线双晶衍射摆动曲线半峰宽与硅片表面损伤层剥层深度及抗弯强度三者之间的关系。讨论了不同损伤类型的分布及对硅片机械强度的影响。从双晶衍射半峰宽值可以评估硅片的抗弯强度。

测定离子注入单晶损伤与应变的双晶(n^v,-n^v)排列方法

依据双晶摇摆曲线的形成原理,提出了一种高分辨率,高灵敏度的测定离子注入单晶损伤与应变的双晶(n^v,—n^v)排列方法。考虑到掠入射情形的色散效应,对掠射角的选择进行了讨论。对Ga注入Si单晶样品的测定证实了(n^v—n^v)排列的优越性,摇摆曲线上得到了未曾见过的细微振荡。

超高真空CVD生长锗硅外延层及其双晶X射线衍射研究

利用自行研制的超高真空化学气相沉积系统 ,在直径 3英寸的衬底硅片上生长了锗硅应变外延层 ,并进行了实时掺杂生长。利用双晶X射线衍射技术测试了外延层 ,确定外延层的组分与晶体质量 ,并利用二次离子质谱仪进行了纵向组分分布剖析 ,利用扩展电阻仪确定外延层的电学特性。研究了锗硅应变外延层的生长特性和材料特性 ,生长速率随锗组分的增加而降低 ,以氢气为载气的硼烷对锗硅合金的生长速率有促进作用。还通过生长锗组分渐变的缓冲层 。

发光多孔硅表面微结构及其晶格畸变的实验研究

用电化学方法制备了不发光多孔硅和发光多孔硅，用Ｘ射线双晶衍射对两类多孔硅表面进行了微结构分析和晶体质量表征，实验表明两类多孔硅的微结构间存在着很大差别．不发光多孔硅表面对Ｘ射线的双晶衍射摇摆曲线可解叠成两个峰，它们分别来自样品多孔层和单晶硅衬底，而发光多孔硅对Ｘ射线的双晶衍射摇摆曲线呈高斯对称分布，不可解叠．发光多孔硅比不发光多孔硅表面晶体质量差，且电化学腐蚀越严重，表面晶体质量下降也越严重．

300mm双面磨削硅片损伤层厚度检测

测量300mm双面磨削硅片损伤层厚度,不仅可以为优化双面磨削工艺提供科学依据,并最终可以减少双面磨削损伤层厚度,而且可以有助于减少抛光时间,改善抛光硅片的几何参数。本文应用恒定腐蚀法和双晶衍射法测量了300mm硅片双面磨削工艺后的损伤层厚度,对恒定腐蚀法进行了较深入的研究,并结合恒定腐蚀法的结果对硅片进行双晶衍射。得出以下结论:杨氏腐蚀液因为对缺陷具有良好的择优性能,可以用以损伤层厚度检测。而硝酸腐蚀液因为对缺陷不具有良好的择优性能,因而不能用以损伤层厚度检测;恒定腐蚀法可以粗略测定磨削硅片损伤层厚度,而双晶衍射法可以精确测定磨削硅片损伤层厚度;根据恒定腐蚀法的测试结果来进行双晶衍射,可以减少测试样品的数量,节省试验经费;300mm直拉P型<100>硅片经2000#砂轮双面磨削后的损伤层厚度为12.5μm。

X射线衍射法测定加载条件下镍基单晶高温合金的表层应力状态

利用X射线四轴衍射仪测定了四点弯曲弹性加载条件下镍基单晶高温合金表层的宏观应变与应力,并与应变片及机械拉伸测定的数据进行了比较.分析了采用不同弹性常数及不同分峰方式处理得到的应力数据的差异.结果表明,实验数据重复性较好,实验误差为±30 MPa;XRD测量得出的应力应变结果与室温拉伸以及应变片测量结果符合较好;室温下合金基体相(γ)的弹性常数大于沉淀强化相(γ′),且基体相(γ)承受的应力大于沉淀强化相(γ′).

不同晶粒尺寸和晶向分布多晶硅片弯曲应力的有限元模拟

采用光致发光晶向识别技术分辨多晶硅片晶向的分布情况,通过纳米压痕试验测试多晶硅片在不同晶向上的弹性模量;然后利用有限元方法建立包含晶粒尺寸和晶向分布信息的多晶硅片有限元模型,将纳米压痕试验测得的不同晶向的弹性模量带入此模型,模拟得到了不同晶粒尺寸和晶向分布下多晶硅片的弯曲应力,最后通过三点弯曲试验对模拟结果进行了验证。结果表明:多晶硅片在不同晶向上的弹性模量和硬度不同;晶向分布会影响多晶硅片的最大弯曲应力和最大挠度的位置,晶粒形状会影响多晶硅片的最大弯曲应力;减小晶粒尺寸可以降低多晶硅片的最大弯曲应力;三点弯曲试验验证了所建模型的正确性。

X射线衍射法测量碳化硅单晶的残余应力

为了准确评估晶体的质量、提高器件的使用性能,本文围绕单晶碳化硅材料残余应力方面开展了相关研究工作.首先通过对原有的多重线性回归分析方法加以改进,推导出适用于求解六方晶系单晶碳化硅试样所处应力状态的相关理论.其次,采用该方法对沿着[1010]取向生长的6H-SiC单晶片进行了残余应力检测,同时选用{214}晶面族作为测量衍射面.最后,探究了来源于不同晶面组数的数据进行计算时对残余应力测量结果的影响.结果显示:采用多重线性回归分析方法可以实现单晶6H-SiC的面内残余应力的测定;当给定无应力晶面间距d;的精确值时,该应力结果的误差高于选用5组以上(hkl)晶面数计算得到的残余应力结果的误差;如果d;未知,则随着参与应力计算的晶面组数的增加,平面残余应力的误差结果会逐渐降低并趋于平稳.这表明实验测定的残余应力结果具有较高的精度.另外,为了保证实验测得的应力结果的可靠性,应该选用六组及以上衍射面数通过多元回归分析方法来求解单晶碳化硅试样所处的残余应力状态.