[发明专利]分析材料成份的方法和装置

权利要求书

1.一种分析半导体材料的化学成份的方法，包括用能量源的能量辐射半导体材料，能量从该半导体材料衍射，检测衍射能量的一部分或多部分，并分析每个检测到的部分以获得一个表示每部分强度的参数，并利用对衍射能量部分的位置和/或强度的了解确定半导体的化学成份。

2.一种确定晶体半导体材料的化学成份中不同化学元素E1至En的相对量的方法，方法包括从晶体材料衍射辐射束并至少测量一个衍射峰的角度和在该衍射角处的衍射辐射强度，并通过使用从元素E1至En的辐射散射功率和至少一个衍射峰的位置和强度导出的值利用处理器确定晶体材料的化学成份中元素E1至En的相对量。

3.如权利要求1或2所述的方法，其中、每个或一些衍射峰、或衍射能量的每个或一些部分处于半导体材料的准禁衍射角。

4.如权利要求2所述的方法，其中、准禁衍射的每个或一些是在(002)的反射。

5.如权利要求2或3所述的方法，其中，准禁衍射的每个或一些是在(006)的反射。

6.如权利要求1或2所述的方法，其中，每个或一些衍射峰、或衍射能量的每个或一些部分是在(004)反射的结果。

7.如前述任一权利要求所述的方法，包括利用对材料结构的了解和材料中可能存在的元素确定材料的化学成份。

8.如权利要求2或权利要求2的任何直接或间接从属权利要求所述的方法，其中，假设晶体半导体材料只包括有限数量的已预知的化学元素，并且处理器在测得的输入数据和储存的元素散射功率值的处理中进行操作，其中储存的元素散射功率值只是假定存在的元素的已预知的假设有限数量的散射功率。

9.如权利要求8所述的方法，其中，假设材料包括四种或较少的化学元素。

10.如前述任一权利要求所述的方法，包括判断材料层的成份并利用对层厚的了解或被分析层厚度的假设。

11.如前述权利要求1～10任一所述的方法，包括判断材料衬底上单层材料的成份。

12.如前述任一权利要求所述的方法，包括测量至少两个衍射峰或至少两部分衍射能量的位置，并利用对它们位置的了解判断半导体材料的化学成份中化学元素的相对量。

13.如前述任一权利要求所述的方法，包括测量至少两个位置处的衍射束强度或测量至少两部分衍射能量的强度，并利用这些测量值判断半导体材料的化学成份。

14.如前述任一权利要求所述的方法，包括测量两个衍射峰或两部分衍射能量的强度。

15.如前述任一权利要求所述的方法，其中，半导体材料是一种四元半导体材料。

16.如前述权利要求1～14任一所述的方法，其中，半导体材料是一种三元半导体材料。

17.如权利要求15所述的方法，还包括测量或假设一个表示四元半导体材料的晶格参数的一个参数，并利用此参数和衍射峰的强度或表示强度的参数在单衍射测量中提供对材料成份的估算。

18.如前述任一权利要求所述的方法，其中，半导体材料是一种III-V半导体材料。

19.如前述任一权利要求所述的方法，其中，分析至少部分发生应变的半导体材料的成份。

20.如前述任一权利要求所述的方法，其中，半导体材料是一种单晶材料。

21.如前述权利要求1或权利要求1的任何直接或间接的从属权利要求所述的方法，其中，参数被归一化。

22.如前述任一权利要求所述的方法，其中，以低于或等于0.1％的误差分析半导体材料化学成份的每种化学元素的百分比。

23.如前述权利要求1或权利要求1的任何直接或间接的从属权利要求所述的方法，其中，对衍射能量的检测在一个或多个检测角处进行，或在一个或多个检测角周围的范围内进行。

24.如前述权利要求1或权利要求1的任何直接或间接的从属权利要求所述的方法，其中，通过移动一个或多个检测器或通过移动或摆动半导体材料而在一个或多个检测角处检测衍射能量。