一种氧化层的位错测量设备及其测量方法与流程

本发明涉及材料科学，具体为一种氧化层的位错测量设备及其测量方法。

背景技术：

1、在半导体材料制备过程中，硅片的氧化层质量是一个非常关键的指标，位错是影响硅片材料性能的重要因素。位错的类型和分布直接影响材料的强度、塑性和韧性等性能，影响着最终器件的性能和可靠性。氧化层中的位错是一种晶体缺陷，能够对材料的性能产生重要影响。

2、传统的位错测量方法主要依赖于传统的光学显微镜和电子显微镜技术。例如，利用传统的显微镜观察样品表面，然后通过对表面缺陷进行统计，来推测位错密度。然而，这种方法存在着局限性，无法准确测量位错密度和位错类型；另一种常用的位错测量方法是借助刻蚀技术。该方法通过在氧化层上进行刻蚀，然后使用电子显微镜观察刻蚀后的表面，从而测量位错密度。尽管该方法能够提供一定程度的位错信息，但刻蚀过程可能会引入新的位错，从而影响测量结果的准确性。

3、因此，本发明提出了一种氧化层的位错测量设备及其测量方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种氧化层的位错测量设备及其测量方法，解决了传统氧化层的位错测量方式存在局限性，无法准确测量位错密度和位错类型，刻蚀过程可能会引入新的位错，从而影响测量结果准确性的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种氧化层的位错测量设备，包括：

3、操作台，设置在地面上，用于支撑氧化层的位错测量设备和其他氧化层位错测量设备的辅助设备，为硅片氧化层的位错测量设备安装提供支持；

4、支撑架，固定连接在操作台顶部一侧；

5、样品台组件，固定连接在支撑架的正面上，用于承载待测量的样品，并对待检测样品提供加热支持，以达到待检测温度要求；

6、检测器，固定设置在支撑架正面，且支撑架位于样品台组件的正上方，用于产生并接收x射线；

7、控制器，固定设置在支撑架的正面，且检测器位于控制器的下方，用于控制x射线的产生和接收；

8、数据处理系统，通过安装支架固定设置在操作台顶部远离支撑架的一侧，用于处理接收到的x射线数据并计算氧化层位错的尺寸和分布。

9、进一步的，所述样品台组件包括固定设置在支撑架侧壁上的样品台，所述样品台顶部开设有安装槽，安装槽内部固定设置有用于加热待检测样品的加热器，所述样品台底部固定连接有用于控制加热器加热温度的温度控制器，所述温度控制器通过导线和加热器电性连接。

10、进一步的，所述支撑架包括x射线衍射仪或x射线光电子能谱仪中的一种。

11、进一步的，所述数据处理系统通过计算机系统进行控制，且数据处理系统为计算机系统中数据处理软件中的一种。

12、进一步的，所述数据处理系统包括数据处理模块、数据存储和加载模块、流程控制模块、分支和循环模块和数据转换和格式化。

13、本发明还提供了一种氧化层的位错测量设备的测量方法，该方法具体包括以下步骤：

14、步骤一、将待测量的样品放置在样品台组件上；

15、步骤二、通过支撑架产生并接收x射线；

16、步骤三、通过控制器控制检测器进行x射线的产生和接收；

17、步骤四、通过数据处理系统处理接收到的x射线数据并计算氧化层位错的尺寸和分布。

18、进一步的，所述步骤一中，根据待检测样品的所需检测条件调节样品台组件至设定温度，测量前对待测量样本预热。

19、进一步的，所述步骤三中，检测器包括x射线衍射仪或x射线光电子能谱仪，x射线衍射仪用于分析材料的晶体结构和晶格参数，x射线光电子能谱仪用于分析材料的化学成分和电子结构。

20、有益效果

21、本发明提供了一种氧化层的位错测量设备及其测量方法。与现有技术相比具备以下有益效果：

22、1、一种氧化层的位错测量设备及其测量方法，通过操作台，设置在地面上，用于支撑氧化层的位错测量设备和其他氧化层位错测量设备的辅助设备，为硅片氧化层的位错测量设备安装提供支持；支撑架，固定连接在操作台顶部一侧；样品台组件，固定连接在支撑架的正面上，用于承载待测量的样品，并对待检测样品提供加热支持，以达到待检测温度要求；检测器，固定设置在支撑架正面，且支撑架位于样品台组件的正上方，用于产生并接收x射线；控制器，固定设置在支撑架的正面，且检测器位于控制器的下方，用于控制x射线的产生和接收；数据处理系统，通过安装支架固定设置在操作台顶部远离支撑架的一侧，用于处理接收到的x射线数据并计算氧化层位错的尺寸和分布，解决了传统氧化层的位错测量方式存在局限性，无法准确测量位错密度和位错类型，刻蚀过程可能会引入新的位错，从而影响测量结果准确性的问题。

23、2、一种氧化层的位错测量设备及其测量方法，本发明能够精确、高效地测量氧化层错的尺寸和分布，并且适用于不同类型和状态的样品，提供实时测量结果，便于研究人员进行实时分析和调整。

24、3、一种氧化层的位错测量设备及其测量方法，本发明具有高分辨率、高精度、非破坏性和快速测量的特点，能够为氧化层质量评估和制造工艺改进提供有效的工具；可以评估氧化层中的位错浓度和类型，提供关于硅片氧化层质量和性能的重要信息，帮助制造商评估材料的适用性和可靠性，以及改进工艺和生产流程，进而提高硅片的质量和性能。

技术特征：

1.一种氧化层的位错测量设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种氧化层的位错测量设备，其特征在于：所述样品台组件(3)包括固定设置在支撑架(2)侧壁上的样品台(31)，所述样品台(31)顶部开设有安装槽，安装槽内部固定设置有用于加热待检测样品的加热器(32)，所述样品台(31)底部固定连接有用于控制加热器(32)加热温度的温度控制器(33)，所述温度控制器(33)通过导线和加热器(32)电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种氧化层的位错测量设备，其特征在于：所述支撑架(2)包括x射线衍射仪或x射线光电子能谱仪中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种氧化层的位错测量设备，其特征在于：所述数据处理系统(6)通过计算机系统进行控制，且数据处理系统(6)为计算机系统中数据处理软件中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种氧化层的位错测量设备，其特征在于：所述数据处理系统(6)包括数据处理模块、数据存储和加载模块、流程控制模块、分支和循环模块和数据转换和格式化。

6.一种氧化层的位错测量设备的测量方法，其特征在于：用于权利要求1-5任意一项所述的氧化层的位错测量设备，该方法具体包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种氧化层的位错测量设备的测量方法，其特征在于：所述步骤一中，根据待检测样品的所需检测条件调节样品台组件(3)至设定温度，测量前对待测量样本预热。

8.根据权利要求6所述的一种氧化层的位错测量设备的测量方法，其特征在于：所述步骤三中，检测器(4)包括x射线衍射仪或x射线光电子能谱仪，x射线衍射仪用于分析材料的晶体结构和晶格参数，x射线光电子能谱仪用于分析材料的化学成分和电子结构。

技术总结
本发明公开了一种氧化层的位错测量设备及其测量方法，涉及材料科学技术领域，该氧化层的位错测量设备及其测量方法，解决了传统氧化层的位错测量方式存在局限性，无法准确测量位错密度和位错类型，刻蚀过程可能会引入新的位错，从而影响测量结果准确性的问题。本发明具有高分辨率、高精度、非破坏性和快速测量的特点，能够为氧化层质量评估和制造工艺改进提供有效的工具。本发明能够精确、高效地测量氧化层错的尺寸和分布，并且适用于不同类型和状态的样品，提供实时测量结果，便于研究人员进行实时分析和调整；其次，能够为氧化层质量评估和制造工艺改进提供有效的工具，可以评估氧化层中的位错浓度和类型。

技术研发人员：王烨华
受保护的技术使用者：杭州中欣晶圆半导体股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24