High-k结晶度

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。

的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)。