操作指南 | Avantage软件之带隙测量功能

赛默飞材料与结构分析中国

2018.11.02

摘要

Avantage软件配有丰富的XPS相关数据处理功能，其中带隙测量便是功能之一。该功能提供了一种能量损失初始位置的自动测量方法。此种方法是建立在“光电子先进行物质带隙的克服随后才会出现非弹性能量损失现象”的假设基础上，通过对能量损失峰进行拟合和进一步的斜率计算得到能量损失的起始位置进而求得带隙。

前言

随着半导体材料、电子材料、集成电路行业的飞速发展，由于带隙参数能反应出材料价带信息，所以人们对带隙测量也越来越关注。Avantage软件具有强大的XPS数据处理能力，其中带隙测量便是其功能之一，能快速测量出带隙。该功能可以自动测量能量损失初始位置，通过对能量损失峰进行拟合和进一步的斜率计算得到能量损失的起始位置进而求得带隙。本文就介绍如何通过XPS来快速测试样品带隙。

测试仪器和测试方法

选择ESCALAB Xi⁺光电子能谱仪进行测试，仪器外观见图1。为消除样品荷电效应开启标准模式的中和枪。测试时采用常规XPS测试参数即可，如单色化X射线源，500微米束斑。

适用范围

该测量方法主要适用于单个化学态谱峰，而不适用于多个化学态的谱峰。如SiO₂/Si基底上不同厚度Al₂O₃样品，利用各样品O1s谱峰确定能量损失峰的起始位置，从而可进行带隙的测量。SiO₂/Si基底上不同厚度Al₂O₃样品的O1s谱图及带隙求取示例如图2所示，最终利用XPS测试求取出对应的带隙数值随Al₂O₃样品厚度的变化示意图，如图3所示。