ہائی ریزولوشن ایکس آر ڈی (HR-ایکس آر ڈی) کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹرز جیسے SiGe، AlGaAs، InGaAs، وغیرہ کی ساخت اور موٹائی کی پیمائش کرنے کا ایک عام طریقہ ہے۔
جب ڈوپینٹس یا نجاست کو a میں شامل کیا جاتا ہے۔سنگل کرسٹلنقل مکانی کے انداز میں جالی، ڈوپنگ ایٹموں کی موجودگی کی وجہ سے جالی دباؤ ڈالے گی۔ مثال کے طور پر، ایک سی جالی میں، جی ایٹموں کی موجودگی کمپریسیو تناؤ کا سبب بنتی ہے کیونکہ جی ایٹم جالی میں سی ایٹموں سے بڑے ہوتے ہیں۔ یہ تناؤ سی جالی کے وقفہ کاری کو تبدیل کرتا ہے، اور اس وقفہ کاری کے فرق کو HR-ایکس آر ڈی کے ذریعے معلوم کیا جا سکتا ہے۔
شکل 1: کمپریسیو سٹرین کے تحت ایک عمومی ڈھانچے کی نظریاتی HR-ایکس آر ڈی سکیننگ، جیسے سی سبسٹریٹ پر 10nm SiGe تہہ۔ 0 ڈگری پر اسپائکس سبسٹریٹ میں سی جالی سے آتے ہیں۔
بڑے جی ایٹموں کی موجودگی SiGe پرت میں سی ایٹموں کو مزید الگ کرنے کا سبب بنتی ہے، جس سے تفاوت کی چوٹی نچلے زاویے (سبسٹریٹ چوٹی کے بائیں طرف) میں منتقل ہوجاتی ہے۔ چونکہ 10nm SiGe تہہ پتلی ہے، SiGe تہہ کی پھیلاؤ کی چوٹی سی سبسٹریٹ سے کہیں زیادہ وسیع ہے۔
ایسی فلموں میں، ایک مخصوص ترتیب کے ساتھ ایٹموں کی صرف چند قطاروں کو ایک ڈفریکشن سگنل پیدا کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، اورایکس رے کا پھیلاؤچوٹی سی سبسٹریٹ سے پھیلنے سے زیادہ وسیع ہے، کیونکہ ذیلی ذخیرے میں ہزاروں قطاریں ہیں جو پھیلاؤ سگنلز کی ایٹم ترتیب پیدا کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں۔ اگر ساخت تناؤ کے زیر اثر ہے، تو سی ایٹم سبسٹریٹ میں سی ایٹموں کے مقابلے میں زیادہ قریب سے فاصلہ پر ہوں گے، اور متعلقہ تفاوت کی چوٹی سبسٹریٹ کی چوٹی کے دائیں طرف چلی جائے گی۔ سپیکٹرم میں اضافی چوٹیاں، کہا جاتا ہے"موٹائی کی لکیریں،"ایکس رے کی بہتر مداخلت سے آتا ہے جو SiGe پرت اور سی سبسٹریٹ کے درمیان انٹرفیس سے ظاہر ہوتا ہے۔ یہ وہی سگنل ہے جو ایکس رے ریفلیکشن (ایکس آر آر) تجزیہ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اور اسے تناؤ کی تہہ کی موٹائی کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
یہ طریقہ تناؤ کی پرت کی ساخت کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ شکل 2 میں دو نمونوں کا ایک نظریاتی HR-ایکس آر ڈی اسکین دکھایا گیا ہے، جو ایک سی سبسٹریٹ پر 14nm SiGe پر 30nm سی سے بڑھے ہیں۔ پہلی صورت میں، جالی میں 6% جی ہے، جبکہ دوسری صورت میں، 10% جی ہے۔ HR-ایکس آر ڈی آسانی سے ان دو ڈھانچوں کے درمیان فرق بتا سکتا ہے اور موٹائی کے کنارے کی بنیاد پر پرت کی موٹائی کا تعین کر سکتا ہے۔
اس کے علاوہ، جدید ماڈلنگ کی تکنیک ساختی خصوصیات کی درست وضاحت کی اجازت دیتی ہے، جیسے کہ درجہ بند ڈھانچے کے ساتھ SiGe تہوں۔ HR-ایکس آر ڈی مختلف قسم کے epitaxial مواد کی پیمائش کر سکتا ہے، جیسے AlGaAs، InGaAs، InGaN، وغیرہ۔ عام طور پر،ایکس آر ڈی1٪ سے کم کی درستگی کے ساتھ ان پتلی فلمی تہوں کی ساخت کا تعین کر سکتا ہے۔ تاہم، یہ غور کرنا چاہیے کہ HR-ایکس آر ڈی فرض کرتا ہے کہ تمام ڈوپنگ ایٹم جالی میں موجود ہیں۔