高k结晶度

高k金属栅极和其他金属/氮化物薄膜的结晶特性对高级逻辑中的器件性能至关重要，从finfet到纳米片器件。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：通常厚度小于2nm。

Bruker Semi在其JVX7300LSI系统上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。在此示例中，在不同温度下生长并退火了3层薄膜。D05和D06 XRD图谱重叠，表明相同的晶相；然而，样品D04具有不同的XRD图案，表明结构中存在相变，这可能导致介电常数的变化。此外，晶粒尺寸增加，这将导致高k层的电性能变差。

这个D8探索升级版是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），晶格参数和微晶尺寸可以在垂直和平行于样品表面的情况下以无与伦比的精度确定。在5nm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，而平面内晶粒尺寸大于两倍（11.4nm）。