石英振荡器芯片的晶体测试,EFG 测试台应用

目前该技术在欧盟银行等机构经费支持下进行单晶高温合金如涡轮叶片等、半导体晶圆如碳化硅晶圆、氮化镓晶圆、氧化镓晶圆等多种材料研发。

Omega扫描方法的原理如图1所示。在测量过程中，晶体以恒定速度围绕转盘中心的旋转轴，即系统的参考轴旋转，X射线管和带有面罩的数据探测器处于固定位置不动。X射线光束倾斜着照射至样品，经过晶体晶格反射后探测器进行数据采集，在垂直于旋转轴（ω圆）的平面内测量反射的角位置。选择相应的主光束入射角，并且检测器前面的面罩进行筛选定位，从而获得在足够数量的晶格平面上的反射，进而可以评估晶格所有数据。整过过程必须至少测量两个晶格平面上的反射。对于对称轴接近旋转轴的晶体取向，记录对称等值反射的响应数（图2），整个测量仅需几秒钟。

利用反射的角度位置，计算晶体的取向，例如，通过与晶体坐标系有关的极坐标来表示。此外，omega圆上任何晶格方向投影的方位角都可以通过测量得到。

具有主要已知取向的晶体可以用固定的排列方式进行布置，但偏离它的范围一般是在几度，有时偏差会达到十几度。在特殊情况下（立方晶体），它也适用于任意取向。

常规晶格的方向是和转台的旋转轴保持一致，获得晶体表面参考的一种可能性是将其精确地放置在调整好旋转轴的测量台上，并将测量装置安装在测量台下面。如果要研究大晶体，或者要根据测量结果进行调整，就把晶体放置在转台上。上表面的角度关系可以通过附加的光学工具获取。方位角基准也可以通过光学或机械工具来实现。

图4另一种类型的装置，可以用于测量更大的晶体，并且可以配备有用于任何形状和锭的晶体束的调节装置，用于测量涡轮叶片、碳化硅晶圆蓝宝石晶圆等数百种晶体材料。为了能够测量不同的材料和取向，X射线管和检测器可以使用相应的圆圈来移动。这也允许常规衍射测量。因此，Omega扫描测量可以与摇摆曲线扫描相结合，用于评估晶体质量。而且初级光束准直器配备有Ge切割晶体准直器，这两种模式都可以快速便捷地交换使用。

这种类型的衍射仪还可以配备一个X-Y平台，用于在转台上进行3Dmapping绘图。它可以应用于整体晶体取向确定以及摇摆曲线mapping测量。

另外，针对碳化硅SiC、砷化镓GaAs等晶圆生产线，可搭配堆叠装置，一次性同时定位12块铸锭，大幅度提高晶圆生产效率和减小晶圆生产批次误差。