MC方案|如何通过光学表征测得砷化镓薄层的厚度?

2023-08-01

光学表征


砷化镓薄层的表征

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引言


砷化镓(GaAs,Gallium Arsenide)是一种 III-V 族半导体,具有高电子迁移率、宽直接能带隙,并且在电子电路中产生的噪声比硅器件更少。砷化镓具有广泛的应用,例如:光学窗口和空间电子、激光二极管、太阳能电池、红外LED、微波集成电路等。砷化镓通常用作其他III-V族半导体外延生长的衬底材料, 例如 InGaAs、AlGaAs、InGaAs 等。在本篇应用说明中,FR-pOrtable 工具用于表征沉积在 Si 和 GaAs 衬底上的 GaAs 层。

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方法


提供了两个样品用于表征,其中一个是沉积在 Si 衬底上的 GaAs 层,另一个是沉积在 GaAs 衬底顶部的 AlGaAs 层上的 GaAs 层。本次测量使用的是标准的 FR-pOrtable 工具在 380nm-1000nm 光谱范围内进行测量,能够测量从 12nm 到 90um 的厚度。

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结果


FR-Monitor 软件记录的典型实验反射光谱(黑线)和拟合反射光谱(红线)以及测量的厚度值如下图所示。在这两种情况下,两个光谱之间都表现出非常好的匹配。

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(样品一)测量厚度

在 545.8nm 处测量的 GaAs 层厚度

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(样品二)测量厚度

在 91.3nm 处测量的 GaAs 层厚度和在 201.1nm 处测量的 AlGaAs 层厚度


结论

FR-pOrtable 工具成功用于 Si 和 GaAs 衬底上 GaAs 和 AlGaAs 层的厚度计算。


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