一種InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及試驗及測試技術領域，特別涉及一種銦鋁銻InAlSb薄膜中鋁組分含量 的測定方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 在InSb襯底上外延InAlSb薄膜可以制備出能夠在高于液氮溫度下工作時性能良 好的紅外探測器器件。InAlSb薄膜中鋁組分的含量是制備這種器件的重要指標，鋁組分過 低時，其對半導體禁帶寬度的影響不大，不能達到高溫工作的目的；鋁組分過高時，又會引 入過多位錯，大大降低探測器器件的性能。
[0003] 想要控制鋁組分的含量，就必須先對其進行測試表征。現在常用的測試材料組分 的方法有:X射線光電子能譜、二次離子質譜儀、紅外吸收光譜等。但這些方法在用于測試薄 膜材料組分時均存在一定的缺點，如X射線光電子能譜，其測試深度僅為幾十埃，不能反映 出薄膜材料的真實組分;對于二次離子質譜儀，由于各種元素的二次離子差額值相差非常 大，做定量分析時通常需要標準樣品進行校正，而用于測定InAlSb材料中鋁含量的標準樣 制備工作量巨大；紅外吸收光譜定量測試依據朗伯-比爾定律，要求被分析峰有足夠的強 度，否則其精度難以保證。
[0004]由此可見，現有技術中并沒有一種能夠方便快捷準確的測定InAlSb薄膜中鋁組分 含量的方法。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了一種銦鋁銻InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定方法及裝置，解決了現 有技術中不能方便快捷準確的測定InAlSb薄膜中鋁組分含量的問題。
[0006] 本發明提供一種銦鋁銻InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定方法，包括以下步驟：
[0007] 在InSb襯底上生長InAlSb薄膜，測定X射線的入射角在所述InAlSb薄膜滿足布喇 格方程時的角度θ InAl Sbifi;
[0008] 對所述QlnAlSb泖量進行修正，得到9InAlSb|鉦；
[0009]根據QinAisbiiE得到所述InAlSb薄膜的點陣常數ainAisb;
[0010] 根據InSb的點陣常數ainSb、AlSb的點陣常數aAiSb，以及所述ainAisb得到所述InAlSb 薄膜中鋁組分的含量。
[0011] 本發明還提供了一種銦鋁銻InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定裝置，包括測量模 塊、修正模塊、點陣常數模塊、鋁組分含量模塊：
[0012] 所述測量模塊，用于在InSb襯底上生長InAlSb薄膜，測定X射線的入射角在所述 InAl Sb薄膜滿足布喇格方程時的角度Θ InAlsb$fi;
[0013] 所述修正模塊，用于對所述0InAlsb$l量進行修正，得到0InAlsbil証；
[0014] 所述點陣常數模塊，用于根據0InAlsbil鉦得到所述InAlSb薄膜的點陣常數aInAlsb; [00 15]所述錯組分含量模塊，用于根據InSb的點陣常數aInSb、AlSb的點陣常數aAlsb，以及 所述aInA^J#到所述InAlSb薄膜中鋁組分的含量。
[0016] 本發明有益效果如下：
[0017] 通過提供一種InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定方法及裝置，根據InSb的點陣常數 aInSb、AlSb的點陣常數aA1Sb，以及InAlSb薄膜的點陣常數所述aInA1Sb得到所述InAlSb薄膜中 鋁組分的含量，解決了現有技術中不能方便快捷準確的測定InAlSb薄膜中鋁組分含量的問 題，能夠在不損傷樣品的前提下方便快捷的測定InAlSb薄膜中鋁組分含量，提高測試效率， 并且由于X射線衍射法的精度很高，得到的測試結果也較為精確。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明方法實施例的InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定方法流程示意圖；
[0019] 圖2為本發明方法實施例中改變入射角得到的衍射強度圖譜示意圖；
[0020] 圖3為本發明方法實施例中一束X射線照射到相鄰兩個原子面后發生反射的示意 圖；
[0021] 圖4為本發明裝置實施例的InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開 的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例 所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍 完整的傳達給本領域的技術人員。
[0023] 為了解決現有技術現有技術中不能方便快捷準確的測定InAlSb薄膜中鋁組分含 量的問題，本發明提供了一種InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定方法及裝置，以下結合附圖 以及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以 解釋本發明，并不限定本發明。
[0024]方法實施例
[0025] 根據本發明的實施例，提供了一種InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定方法，圖1是本 發明方法實施例的InAlSb薄膜中鋁組分含量的測定方法流程示意圖，如圖1所示，根據本發 明方法實施例的InAl Sb薄膜中鋁組分含量的測定方法包括如下處理：
[0026] S101:在InSb襯底上生長InAlSb薄膜，測定X射線的入射角在所述InAlSb薄膜滿足 布喇格方程時的角度Θ InAlSbifi。
[0027] 具體的，使用分子束外延法或其他方法在InSb襯底上生長一層或多層低鋁組分 InAlSb薄膜材料。圖2為本發明方法實施例中改變入射角得到的衍射強度圖譜示意圖，在圖 2中橫坐標代表X射線入射的角度，縱坐標表示衍射的強度。改變X射線的入射角，當入射角 度滿足襯底或者薄膜的布喇格方程時，相鄰的兩個原子面所反射的X射線的光程差為波長 的整數倍，因此會發生干涉加強，在衍射強度圖譜上體現為兩個峰值，如圖2所示，測試軟件 會自動標出兩個峰值的位置，Θl nsbi糧和ΘInAlSb泖量。
[0028] 由于X射線穿透能力很強，當一束X射線照射在晶體上時，不僅會使得表層原子面 上的原子產生相互干涉，還能使深層內部的各層原子面上的散射波都參與干涉。圖3為本發 明方法實施例中一束X射線照射到相鄰兩個原子面后發生反射的角度示意圖，考慮到hkl晶 面族相鄰兩個原子面的情形，如圖3所示，第一層原子面的反射線與第二層原子面的反射線 之間的光程差3 = 〇3+130 = (^18；[119+(^18；[119 = 2(^18；[119，其中(^1代表111^1晶面的間距，即圖 3中的A與B之間的距離。
[0029] 根據光干涉原理，當相鄰兩束反射波的光程差為波長整數倍時，干涉加強，也就是 說相鄰晶面間的反射線干涉加強條件為2(^18；[11 9=1^，2(^18；[119=1^即為布喇格方程，在 布喇格方程中，η為整數，稱為反射級數。
[0030] 為了簡化布喇格方程，常把的η合并到晶面間距dhki中，并令dHKL = dhki/n，這樣hkl 晶面產生的η級反射就可以看做HKL晶面的一級反射，布喇格方程表達式隨之變為2dHKLsin0 =λ。在本發明中，hkl表不實際存在的晶面族，HKL不一定是晶體中實際存在的晶面族，而是 為了簡化而引入的等效晶面族。
[0031] 在hkl晶面族中，（hkl)是晶面的表示方法，稱為晶面指數，具體的，晶面指數標定 步驟如下：（1)在點陣中設定參考坐標系；（2)求得待定晶面在三個晶軸上的截距，若該晶面 與某軸平行，則在此軸上截距為無窮大;若該晶面與某軸負方向相截，則在此軸上截距為一 負值；（3)取各截距的倒數；（4)將三倒數化為互質的整數比。在本發明中，H=nh，K = nk，L = nl，其中η為反射級數。
[0032] X射線衍射所選取的方向與襯底晶向相同，即100方向，故取h=l，k = 0,1 = 0。但由 于在X射線衍射時存在消光現象，前3級衍射強度為0,故取n = 4,即H=4，K = 0，L = 0。
[0033] S102:對所述Θ InAlSb泖量進行修正，得到Θ InAlSbl鉦。
[0034] 由于襯底本身會存在偏角，在測試0InAlsbifi時難免會引入角度的整體偏移，但是襯 底與薄膜的反射角度之差ΛΘ是固定的，據此可以對0 InAlsb|fi進行修正。
[0035]具體修正方法包括以下步驟：
[0036] 通過公式1，根據InSb襯底的點陣常數aInSb得到InSb襯底HKL等效晶面族的晶面間 SiLdHKL-InSb , j. ^inSb
[0037] aeiCL-msb- , 公式 ι λ! ! r + κ - + L: 、
[0038] 在公式 1 中 h=4，K = 0，L = 0。
[0039] 通過公式2,根據所述dHKL-InSb和X射線波長λ，得到InSb襯底滿足布喇格方程時的標 準角度9 InSblSi;
[0040] A = 2dHKL-inSbsin0inSbiSf 公式 2;
[0041] 測定X射線的入射角在所述InSb襯底滿足布喇格方程時的角度0InSbifi，結合 QlnAlSblB,通過公式3得到QlnAlSblB與QlnSbiS之間的差值Λ Θ，
[0042] ΔΘ = ΘlnAlSbIfi-θInSblfi 公式3 ;
[0043] 通過公式4，根據Θ inSbt雑和Λ Θ得到ΘInAlSb|鉦，
[0044] Θ inAlSbfilE = Δ θ + Θ inSbiSf 公式4。
[0045] 對于步驟S102公式3中用到的0InSb$3t可以與步驟S101用到的0 InAlsb$3t同時測出，如 圖2所示，測試軟件會自動標出兩個峰值的位置，0InSbjf量和0 InAlsb測量。
[0046] S103:根據0InAlsbi鉦得到所述InAlSb薄膜的點陣常數amAisb。
[0047] 根據0InA1Sbfi正得到InAlSb薄膜的點陣常數ainAisb具體包括以下步驟：
[0048] 通過公式5，根據X射線波長λ和所述0InAlsbi鉦，得到InAl Sb薄膜HKL等效晶面族的晶 面間距dHKL-InAlSb，
[0049] 2dHKL-InAlSbSinQlnAlSbl鉦=人 公式 5
[0050] 通過公式6,根據所述cIhkl-inAisb得到InAlSb薄膜的點陣常數ainAisb， J aiiiAlSb
[0051 ] dHKL-toAisb-山卩、κ: ' g 公式 6
[0052] 在公式 6 中 H=4，K = 0，L = 0。
[0053] S104:根據InSb的點陣常數ainSb、AlSb的點陣常數aAisb，以及所述amAisb得到所述 InAlSb薄膜中鋁組分的含量。
[0054]具體的，通過公式7,根據InSb的點陣常數aInSb、AlSb的點陣常數aAlsb，以及所述 ainAisb計算InAl