高k栅绝缘薄膜结构鉴定

在新一代半导体总需要一个高介电常数(high-k)超薄氧化绝缘膜,鉴定在制作过程中是否像预期那样创建了某些关键特征是不可或缺的。这些特征包括薄膜厚度、中间层的有无和晶体状态。使用理学的SmartLab多功能衍射仪的X射线反射率测量,可以在实验室中对膜厚、密度和界面粗糙度进行鉴定。

下图显示了在Si基板上形成的一个5nm厚的ZrO2薄膜的反射率测量结果。通过详细分析反射率因子垂直廓线,可以鉴定中间层的有无和其厚度。分析结果显示厚度和密度分别为4.215nm和5.223g/cm3,与设计值大致相同。一个ZrOSi层存在于界面层之间,它的厚度和密度分别为1.383nm和3.188g/cm3。

Reflectivity measurement results

在面内法中,X射线以一个掠射角度照射样品表面,可以测量1nm厚的薄膜。下图分别显示了1nm、5nm和10nm的ZrO2薄膜。在制备状态下形成一层非晶膜之后晶体稍有发生,进行热处理,那么即使在制备状态也可以形成晶体膜。

Diffraction profiles
这些样品由东芝半导体公司和东芝NanoAnalysis公司提供。


SmartLab是当下最新型的高分辨率衍射仪。它的最新特点是SmartLab Guidance软件。此软件向用户提供智能界面,指导用户完成每个实验中的复杂问题。使用SmartLab Guidance软件就像有一位专家在您的身边指导完成实验。 Read more...