Wat is XRD (röntgendiffractie)?

Analysemethode waarbij röntgenstraling op een kristal valt en uit de hoek en intensiteit van de gediffracteerde straling de kristalstructuur, de roosterconstante, de rek in de laag en de kristalkwaliteit worden bepaald.

Japanse benaming: XRD(X線回折)

“XRD (röntgendiffractie)” komt voor in 6 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. Metrologie en analyse, Epitaxiale groei.

Vakgebied: Metrologie en analyse

Nu oefenen: vragen over XRD (röntgendiffractie)

Wat betekent een smalle halfwaardebreedte van de piek in de rocking curve van röntgendiffractie bij de beoordeling van de kristalkwaliteit van een epitaxiale laag?

  1. AEr zijn weinig kristalkanteling, mozaïciteit en defecten en de kristalkwaliteit is goed
  2. BDe onzuiverheidsconcentratie is hoog
  3. CDe film is dik
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: A. Er zijn weinig kristalkanteling, mozaïciteit en defecten en de kristalkwaliteit is goed

Een rocking curve is de intensiteit van een bepaalde diffractiepiek gemeten terwijl de hoek van het monster stapsgewijs wordt veranderd bij een vaste detectorpositie. Bij een grote spreiding in kristaloriëntatie (mozaïciteit) of veel dislocaties wordt de piek breder, dus een smallere halfwaardebreedte (FWHM) wijst op een betere kristalkwaliteit. Bij vrijwel perfect silicium bedraagt deze enkele boogseconden en bij GaN op saffier enkele honderden boogseconden; de waarde wordt ook gebruikt om de dislocatiedichtheid te schatten.

Wat kan hoofdzakelijk worden beoordeeld met röntgendiffractie (XRD)?

  1. AOrganische vervuiling van het oppervlak
  2. BLaagweerstand
  3. CKristalstructuur, roosterconstante en filmspanning (rek)
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: C. Kristalstructuur, roosterconstante en filmspanning (rek)

XRD onderzoekt kristalstructuur en roostervlakafstand met de Bragg-voorwaarde 2d·sinθ = nλ voor diffractie van röntgenstraling aan atoomvlakken van het kristal. Bij XRD met hoog oplossend vermogen kunnen uit de ligging van diffractiepieken van epitaxiale lagen zoals SiGe samenstelling en rek worden beoordeeld en uit de breedte van de pieken de kristalperfectie. Bij polykristallijne films is ook de mate van oriëntatie van de kristallen te zien. Organische vervuiling en laagweerstand zijn niet te meten.

“XRD (röntgendiffractie)” in de toelichting

Vragen met “XRD (röntgendiffractie)” (6)

  1. Wat betekent een smalle halfwaardebreedte van de piek in de rocking curve van röntgendiffractie bij de beoordeling van de kristalkwaliteit van een epitaxiale laag?
  2. Wat kan hoofdzakelijk worden beoordeeld met röntgendiffractie (XRD)?
  3. Welke uitspraak over het principe van de scanning-elektronenmicroscoop (SEM) is juist?
  4. Welke analysemethode detecteert het zwakke licht dat een defecte plek tijdens bedrijf uitzendt om de foutplek van een LSI te lokaliseren?
  5. Welke methode meet contactloos de levensduur van ladingdragers in een wafer en beoordeelt zo onder meer metaalverontreiniging?
  6. Welke methode beoordeelt de elektrische eigenschappen van oxidefilms en grensvlakken door zonder elektroden lading met een coronaontlading op het waferoppervlak aan te brengen en de verandering van de oppervlaktepotentiaal te meten?

Verwante termen

Kristaloriëntatie GaN (galliumnitride) SiGe (silicium-germanium) SEM (scanning-elektronenmicroscoop) CD-SEM Meerlaagse bedrading TXRF (total reflection X-ray fluorescence) SIMS (secundaire-ionenmassaspectrometrie) Grensvlaktoestanden (interface traps) AFM (atomic force microscope)

Naar de woordenlijst