[发明专利]使用结合的XPS和XRF技术测定锗化硅厚度和组成

说明书

本发明涉及使用结合的XPS和XRF技术测定锗化硅厚度和组成。本发明具体描述了用于使用结合的XPS和XRF技术测定锗化硅厚度和组成的系统和途径。在实例中，用于表征锗化硅膜的方法包括产生X射线束。将样品定位于所述X射线束的路径中。收集通过用所述X射线束轰击所述样品产生的X射线光电子能谱(XPS)信号。还收集用所述X射线束轰击所述样品产生的X射线荧光(XRF)信号。由XRF信号或XPS信号或两者测定锗化硅膜的厚度或组成或两者。

本申请是申请日为2015年04月21日的题为“使用结合的XPS和XRF技术测定锗化硅厚度和组成”的中国专利申请号201580032862.5的分案申请。

相关申请的引证

本申请要求于2014年4月25日提交的美国临时申请第61/984,286号的权益，本文中通过引证将其全部内容合并于此。

背景技术

1)技术领域

本发明的实施方式为结合的XPS和XRF技术领域，具体地使用结合的XPS和XRF技术测量锗化硅厚度和组成。

2)相关技术的描述

X射线光电子能谱(XPS)是一种测量存在于材料内的元素组成、实验式、元素的化学状态和电子状态的定量的能谱技术。可以通过用X射线的束照射材料且同时地测量从顶部(例如，被分析的材料的1至10nm)逃逸的电子的动能和数量来获得XPS谱。XPS分析普遍采用单色的铝Kα(AlKα)X射线，其可以通过用聚焦的电子束轰击铝阳极表面产生。随后由聚焦单色光镜截留一部分产生的AlKαX射线，并使窄的X射线能带聚焦于样品表面的分析位点上。在样品表面上的AlKαX射线的X射线通量取决于电子束电流、铝阳极表面的厚度和完整性以及单色光镜的晶体质量、尺寸和稳定性。

X射线荧光(XRF)是来自通过用更高能量的X射线或伽马射线轰击来激发的材料的特有的“次级”(或荧光)X射线的发射。这种现象广泛地用于元素分析和化学分析，特别是在金属、玻璃、陶瓷和建筑材料中的研究以及用于地球化学、法医学和考古学中的研究。

XPS分析和XRF分析作为用于样品表征的技术各自具有它们自己的优势。因此，需要基于XPS和/或XRF检测的分析上的进步。

发明内容

一种或多种实施方式旨在使用结合的XPS和XRF技术测量锗化硅厚度和组成。

在实施方式中，用于表征锗化硅膜的方法包括产生X射线束。将样品定位于所述X射线束的路径中。收集通过用所述X射线束轰击所述样品产生的X射线光电子能谱(XPS)信号。还收集通过用所述X射线束轰击所述样品所产生的X射线荧光(XRF)信号。由XRF信号和XPS信号测定锗化硅膜的厚度。

在另一实施方式中，用于表征锗化硅膜的方法包括产生X射线束。将样品定位于所述X射线束的路径中。收集通过用所述X射线束轰击所述样品产生的X射线光电子能谱(XPS)信号。还收集通过用所述X射线束轰击所述样品所产生的X射线荧光(XRF)信号。由XRF信号和XPS信号测定锗化硅膜的组成。

在另一实施方式中，用于表征锗化硅膜的系统包括用于产生X射线束的X射线源。该系统还包括用于将样品定位于所述X射线束的路径中的样品架。该系统还包括用于收集通过用所述X射线束轰击所述样品而产生的X射线光电子能谱(XPS)信号的第一探测器。该系统还包括用于收集通过用所述X射线束轰击所述样品而产生的X射线荧光(XRF)信号的第二探测器。XRF信号或XPS信号或两者用于确定锗化硅膜的厚度或组成或两者。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施方式的XPS和XRF结合工具的角视图。

图2示出了根据本发明的实施方式的沟道锗化硅(cSiGe)膜叠层模型。

图3A包括根据本发明的实施方式，描述与图2的膜叠层模型相关的强度混合模型的方程式(1)至(3)。