半導(dǎo)體對(duì)于現(xiàn)代電子工業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。在制造半導(dǎo)體器件時(shí)，必須嚴(yán)格把控半導(dǎo)體組成材料中的缺陷量。半導(dǎo)體中存在的缺陷會(huì)影響設(shè)備的產(chǎn)量、性能和可靠性¹。

所有的測(cè)試將在RM5上進(jìn)行，測(cè)試采用532nm的激光器和2400gr/mm的衍射光柵。半導(dǎo)體硅片購(gòu)自PI-KEM。其中一個(gè)半導(dǎo)體硅片因?yàn)椴牧仙系膲汉鄱a(chǎn)生缺陷。利用SurfMAP?對(duì)缺陷進(jìn)行成像，以確保樣品在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中保持聚焦。Ramacle?將會(huì)繪制峰位和峰寬圖。

晶體硅是電子設(shè)備中最常用的半導(dǎo)體材料。如圖1所示，在使用拉曼光譜進(jìn)行探測(cè)時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生特征光譜³。光譜中的主要特征峰是位于521cm^-1處的尖銳峰值，它對(duì)材料的結(jié)構(gòu)和光電性質(zhì)變化極為敏感。

圖1 硅的拉曼光譜，插入聲子模式示意圖

應(yīng)變?cè)诠腆w材料中很常見(jiàn)，它被定義為應(yīng)力（即施加在材料上的作用力）引起的原子位置和原子間距離的變化。為了研究應(yīng)變對(duì)硅的光學(xué)性質(zhì)的影響，在硅片上制造了一個(gè)由應(yīng)力誘發(fā)的缺陷，可在寬場(chǎng)光學(xué)成像中觀察到（圖2a）。

圖2 半導(dǎo)體硅片上的缺陷及周圍區(qū)域的拉曼成像

1. S. Mahajan et al., Defects in semiconductors and their effects on devices, Acta Mater., 2000, 48, 137-149.

2. D. Yamashita et al., Raman shift and strain effect in high-Q photonic crystal silicon nanocavity, Opt. Express, 2015, 23, 3951-3959.

3. J. H. Parker et al., Raman Scattering by Silicon and Germanium, Phys. Rev., 1967, 155, 712-714.

4. F. Ure?a et al., Raman measurements of uniaxial strain in silicon nanostructures, J. Appl. Phys., 2013, 114, 114507.

5. S. V. Gaisler et al., Analysis of Raman spectra of amorphous-nanocrystalline silicon films, Phys. Solid State, 2004, 46, 1528-1532.

6. V. Paillard et al., Improved one-phonon confinement model for an accurate size determination of silicon nanocrystals, J. Appl. Phys., 1999, 86, 1921-1924.