2.X射线测角仪第30页，共44页，星期日，2025年，2月5日第31页，共44页，星期日，2025年，2月5日第二章晶向检测之一第1页，共44页，星期日，2025年，2月5日本章内容一、晶向检测二、晶体缺陷检测三、光学显微镜技术四、电子显微镜技术第2页，共44页，星期日，2025年，2月5日一、晶向检测第3页，共44页，星期日，2025年，2月5日第4页，共44页，星期日，2025年，2月5日1、硅单晶的特点硅单晶晶体结构a=5.43?硅单晶晶体结构：两套简单面心立方格子套构形成的金刚石结构。第5页，共44页，星期日，2025年，2月5日是垂直于晶面的矢量。通常用密勒指数(h,k,l)表示。[hkl]晶向和hkl晶面垂直(a)[100](b)[110](c)[111]2、晶向第6页，共44页，星期日，2025年，2月5日第7页，共44页，星期日，2025年，2月5日硅单晶的不同晶面结构及其特点{110}第8页，共44页，星期日，2025年，2月5日二、晶向检测的常用方法外貌观察法光点定向法（工业生产中常用方法）X射线衍射法（工业生产中常用方法）第9页，共44页，星期日，2025年，2月5日（一）光点定向测试1、光点定向测试仪原理结构图第10页，共44页，星期日，2025年，2月5日100110111硅单晶的光学定向图形2、样品处理——腐蚀坑的显示第11页，共44页，星期日，2025年，2月5日硅单晶111的光学定向图形晶向偏离度——晶体的轴与晶体方向不吻合时，其偏离的角度称为晶向偏离度。晶锭端面与被测晶向偏离，腐蚀坑对称性就会偏离，利用这种特性可以确定晶向偏离度。3、晶向偏离度的测试第12页，共44页，星期日，2025年，2月5日此型仪器设有两个工作台，可同时进行操作，右侧工作台带有托板，可对圆柱形晶体进行端面与柱面定向，也可以对晶片的端面进行定向，左侧工作台可对晶片的端面进行定向，仪器精度为±30″最小读数为1″，数字显示。4、光点定向的应用第13页，共44页，星期日，2025年，2月5日该型定向仪仪专门用于硅单晶锭的粘结，是和多线切割机配套使用的半导体行业专用设备。第14页，共44页，星期日，2025年，2月5日（三）X射线衍射法X射线的波长范围一般为10-2～102?，有强的穿透能力，原子和分子的距离（1～10?）正好在X射线的波长范围之内，X射线对物质的散射和衍射能传递丰富的微观结构信息，因此X射线衍射是研究物质微观结构的最主要的方法。当用波长为λ的单色x射线照射晶体时，在X射线作用下晶体的若干层原子面会发生布喇格定律衍射，应用X射线在晶体中的衍射现象，可以得到晶向、晶向偏离度、晶体的原子面间距、晶体表面缺陷等许多晶体结构信息。使用X射线衍射仪确定晶向及偏离度，具有快速、精确的特点。1、X射线简介第15页，共44页，星期日，2025年，2月5日第16页，共44页，星期日，2025年，2月5日第17页，共44页，星期日，2025年，2月5日衍射（Diffraction）又称为散射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象。衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象。衍射时产生的明暗条纹或光环，叫衍射图样。产生衍射的条件是：当孔或障碍物尺寸与光的波长相同数量级，甚至比波长还要小时，产生衍射。因此光波长越小，越容易产生衍射现象。晶体可以作为X射线的空间衍射光栅,即当一束X射线通过晶体时将会发生衍射；衍射波叠加的结果使射线的强度在某些方向上增强、而在其它方向上减弱；分析在照相底片上获得的衍射花样，便可确定晶体结构。1913年英国物理学家布拉格父子(W.H.Bragg,W.L.Bragg)在劳厄发现的基础上,不仅成功地测定了NaCl、KCl等的晶体结构,并提出了作为晶体衍射基础的著名公式——布拉格定律：2、X射线衍射及布喇格定律第18页，共44页，星期日，2025年，2月5日第19页，共44页，星期日，2025年，2月5日第20页，共44页，星期日，2025年，2月5日当相邻原子面散射后的光程差(2dsinθ)等于入射光波长的整数倍时，即相邻原子面散射波干涉加强，产