一种基于多步照相的快速倒易空间扫描方法技术

本发明专利技术提供了一种基于多步照相的快速倒易空间扫描方法，包括以下步骤：对样品进行位置对准；基于计算出在倒易空间内的所述目标衍射点附近所需要采样的各个入射角ω值、反射角2θ值测试范围所对应的一维或二维阵列探测器应所处的距离与角度，布置一维或二维阵列探测器；将入射角ω设置在所需的各个不同的固定值，用一维或二维阵列探测器对样品拍照，通过计算得到多张2θ～I衍射图；将得到的多张2θ～I衍射图叠加，得到倒易空间散射强度二维分布图。本发明专利技术提供了基于多步照相的快速倒易空间扫描方法，通过照相代替2θ扫描，可以将其扫描速度提升几十倍。描速度提升几十倍。描速度提升几十倍。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多步照相的快速倒易空间扫描方法


[0001]本申请涉及X射线衍射
，特别涉及一种基于多步照相的快速倒易空间扫描方法。

技术介绍

[0002]X射线衍射是一种用来表征材料结晶结构的方法，在其多种测试技术中倒易空间扫描(RSM)可以用来表征薄膜或单晶材料缺陷如取向差、晶格失配及应力驰豫等。它是在倒易空间对需要测试的衍射点进行一个二维扫描，一般有三种测试模式：固定Δω进行多个ω/2θ扫描，固定2θ进行多个ω扫描和固定ω进行多个2θ扫描。
[0003]常规的倒易空间扫描需要点探测器进行多次扫描，所需时间为扫描次数乘单次扫描时间，一般需要几个小时，不能很好地满足半导体工业生产中的快速材料检测的要求。因此需要一种改进的测试方法。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对目前方法存在耗费时间、过程复杂的问题，提供一种基于多步照相的快速倒易空间扫描方法。
[0005]本申请实施例提供了一种基于多步照相的快速倒易空间扫描方法，包括以下步骤：
[0006]对样品进行位置对准；
[0007]基于计算出在倒易空间内的所述目标衍射点附近所需要采样的各个入射角ω值、反射角2θ值测试范围所对应的一维或二维阵列探测器应所处的距离与角度，布置一维或二维阵列探测器；
[0008]将入射角ω设置在所需的各个不同的固定值，用一维或二维阵列探测器对样品拍照，通过计算得到多张2θ～I衍射图；
[0009]将得到的多张2θ～I衍射图叠加，得到倒易空间X射线散射强度二维分布图。/>[0010]优选地，在步骤“将得到的多张2θ～I衍射图叠加，得到倒易空间X射线散射强度二维分布图。，其中公式为：
[0011][0012]优选地，在步骤“对样品进行位置对准”包括：
[0013]用探测器确定其零点处于光束中心；
[0014]在样品水平(ω＝χ＝0
°
)时固定探测器于0
°
进行样品高度扫描，探测器接收强度会出现台阶状曲线，其半高处就是薄膜表面处于光束中心的位置；
[0015]固定样品高度，保持探测器在0
°
，进行ω方向扫描(摇摆曲线)，其峰值对应样品与光束完全平行时的角度；
[0016]固定样品高度，保持探测器(2θ)在0.4
°
或其它角度，进行ω方向扫描(摇摆曲线)，
其峰值对应样品与光束的夹角恰好处于0.2
°
或2θ的一半；
[0017]固定样品高度，保持样品台和探测器在0.2
°
和0.4
°
或者其它对称角度，进行χ方向水平性扫描，其峰值对应样品与光束完全平行时的角度。
[0018]优选地，循环对准多次，从而使得最终样品完全平行于光束且处于光束中心。
[0019]优选地，在步骤“基于计算出在倒易空间内的所述目标衍射点附近所需要采样的各个入射角ω值、反射角2θ值测试范围所对应的一维或二维阵列探测器因所处的距离与角度，布置一维或二维阵列探测器”中包括：根据像素大小和距离相机距离可以算出每个像素相对中心像素的角度差，然后中心角度就是探测器所在的探测器臂设定的角度，中心角度所在像素相当于探测器臂在0度时直通光打到的位置；计算出所需要的像素点位置。
[0020]本专利技术提供了基于多步照相的快速倒易空间扫描方法，通过照相代替2θ扫描，可以将其扫描速度提升几十倍。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为测试仪器的构型图。
[0023]图2为X射线衍射仪中各轴布局示意图。
[0024]以上附图的附图标记：1、样品；2、测角仪；3、探测器臂；4、探测器；5、X射线发射器；6、光学机构；7、样品台。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0026]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]参照图1所示，本专利技术对倒易空间扫描的第三种模式，即固定ω进行多个2θ扫描，进行改进。采用一维或二维阵列探测器4在一定距离和特定角度对样品1拍照的方式来代替2θ扫描，这样可以将其扫描时间由几十秒缩短到几秒，整体上将也将提升几十倍的扫描速度，达到对材料快速检测的目的。
[0028]实施例一
[0029]本申请实施公开了一种基于多步照相的快速倒易空间扫描方法，以测试(002)织构的GaN晶圆的(002)晶面衍射峰的倒易空间扫描为例(使用铜靶光源时采用θ
‑
2θ扫描该衍射峰位于34.56
°
)。
[0030]1.对样品1进行位置对准，样品各个轴如图2所示，具体步骤如下。
[0031](1)将样品1高度降低到光路外，用探测器4确定其零点处于光束中心；
[0032](2)在样品1水平(ω＝χ＝0
°
)时固定探测器4于0
°
进行样品1高度扫描，探测器4接收强度会出现台阶状曲线，其半高处就是薄膜表面处于光束中心的位置；
[0033](3)固定样品1高度，保持探测器4在0
°
，进行ω方向扫描(摇摆曲线)，其峰值对应样品1与光束完全平行时的角度(此时光束被遮挡得最少)；
[0034](4)固定样品1高度，保持探测器4(2θ)在0.4
°
或其它角度，进行ω方向扫描(摇摆曲线)，其峰值对应样品1与光束的夹角恰好处于0.2
°
或2θ的一半；
[0035](5)固定样品1高度，保持样品台7和探测器4在0.2
°
和0.4
°
或者其它对称角度，进行χ方向水平性扫描，其峰值对应样品1与光束完全平行时的角度。
[0036]简而言之，在对准过程中需把样品1的表面对得和直通光平行，而且半切直通光。值得注意的是，如果ω和χ扫描的结果是其峰值不处于零点，那么在高度扫描时实际上不是用样品1平面而是用样品1的一段进行的，在调平后，样品1将不处于光束中心了，因此以上调节步骤需要循环多次进行，以保证最终样品1完全平行于光束且处于光束中心。
[0037]2.基于计算出在倒易空间内的衍射点附近所需要采样的各个入射角ω值、反射角2θ值测试范围所对应的一维或二维本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多步照相的快速倒易空间扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：对样品进行位置对准；基于计算出在倒易空间内的所述目标衍射点附近所需要采样的各个入射角ω值、反射角2θ值测试范围所对应的一维或二维阵列探测器应所处的距离与角度，布置一维或二维阵列探测器；将入射角ω设置在所需的各个不同的固定值，用一维或二维阵列探测器对样品拍照，通过计算得到多张2θ～I衍射图；将得到的多张2θ～I衍射图叠加，得到倒易空间X射线散射强度二维分布图。2.根据权利要求1所述的基于多步照相的快速倒易空间扫描方法，其特征在于，在步骤“将得到的多张2θ～I衍射图叠加，得到倒易空间X射线散射强度二维分布图，其中公式为：3.根据权利要求1所述的基于多步照相的快速倒易空间扫描方法，其特征在于，在步骤“对样品进行位置对准”包括：用探测器确定其零点处于光束中心；在样品水平(ω＝χ＝0
°
)时固定探测器于0
°
进行样品高度扫描，探测器接收强度会出现台阶状曲线，其半高处就是薄膜表面处于光束中心的位置；固定样品高度，保持探测器在0
°
，进行ω方向扫描(摇摆曲线)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉东，侯宇航，孟圣斐，宋新月，
申请(专利权)人：苏州锂影科技有限公司，
类型：发明
国别省市：