先进的逻辑

High-k结晶度

高k退火偏斜面内XRD

从finfet到纳米片器件,高k金属栅极和其他金属/氮化物薄膜的晶体性质对高级逻辑器件的性能至关重要。利用x射线衍射可以测量薄膜的结晶度。然而,高k薄膜还有一个额外的挑战:通常它们的厚度不到2纳米。

Bruker Semi在其JVX7300LSI系统中引入了全自动面内衍射,以在生产环境中监测高k薄膜的晶粒尺寸和结晶度。在这个例子中,3个薄膜在不同的温度下生长和退火。D05和D06 XRD图谱重叠,表明晶相相同;而样品D04的XRD图谱不同,结构发生相变,导致介电常数发生变化。此外,晶粒尺寸增大将导致高k层的电学性能变差。

XRD对超薄层的敏感性增加。

超薄高k薄膜中各向异性晶体的研究

D8 DISCOVER Plus是Bruker的旗舰x射线衍射解决方案,用于分析超薄非晶,多晶和外延薄膜。通过应用共面衍射(左)和非共面衍射(右),可以垂直或平行于样品表面,以无与伦比的精度确定晶格参数和晶体大小。在5 nm厚的Mo薄膜中,观察到晶格参数和晶粒尺寸的高度各向异性:垂直晶粒尺寸等于薄膜厚度,而平面晶粒尺寸为薄膜厚度的两倍多(11.4 nm)。