基板织构取向XRD检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-08-19  

X射线衍射(XRD)技术用于检测基板的晶体织构取向,涉及高精度角度扫描和强度分析。核心要点包括样品制备、衍射数据采集、取向分布函数计算及标准合规性。该方法确保材料晶体结构的科学表征,适用于半导体、金属等领域,强调数据可靠性和重复性验证。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

晶体取向分析:确定基板中晶体晶向的空间分布。具体检测参数:2θ扫描范围10-80,步长0.02,计数时间1秒/点。

织构强度测量:量化特定晶向的衍射峰强度。具体检测参数:极图步进角5,旋转角步进10,强度阈值1000counts。

极图绘制:生成晶体取向在样品坐标系中的二维分布图。具体检测参数:α角范围0-360,β角范围0-90,网格分辨率1。

反极图分析:显示样品坐标系在晶体坐标系中的分布模式。具体检测参数:反极图函数计算,球面坐标步进0.5。

取向分布函数计算:描述晶体取向分布的数学函数。具体检测参数:球谐函数展开阶数16,拟合误差<0.05。

织构系数计算:评估织构强度的量化指标。具体检测参数:取向密度函数最大值计算,偏差范围2%.

晶粒尺寸估计:通过衍射峰宽推断平均晶粒大小。具体检测参数:Scherrer公式应用,峰半高宽测量精度0.01。

残余应力分析:检测由晶体取向引起的内部应力。具体检测参数:sinψ方法,ψ角范围0-45,应力分辨率5MPa。

薄膜织构检测:针对涂层或薄膜层的取向特性分析。具体检测参数:掠入射XRD设置,入射角0.5-2,深度分辨率10nm。

多相材料取向:分析复合材料中不同物相的晶体取向。具体检测参数:相位分离算法,衍射峰识别阈值500counts。

晶格常数测定:计算基板晶体的晶格参数。具体检测参数:布拉格角测量精度0.001,晶格误差<0.1%.

择优取向评估:识别主导晶向的强度比例。具体检测参数:强度比计算,基准晶面(111)或(100)。

缺陷密度分析:通过衍射峰形评估晶体缺陷。具体检测参数:峰形拟合函数,高斯-洛伦兹混合模型。

温度依赖性研究:检测温度变化对取向的影响。具体检测参数:变温附件范围-150C至500C,温控精度1C。

动态取向监测:实时跟踪加工过程中的取向变化。具体检测参数:时间分辨率0.1秒,连续扫描模式。

检测范围

半导体晶圆:硅、锗等单晶基板的晶体取向表征。

金属箔片:铝、铜等轧制金属的织构分析。

陶瓷基板:氧化铝、氮化硅等陶瓷材料的取向分布。

聚合物薄膜:取向聚合物如PET或PI的晶体结构检测。

太阳能电池板:光伏材料中硅或钙钛矿的织构取向。

磁性材料:铁氧体或钕铁硼的晶体取向对磁性能影响。

涂层材料:PVD或CVD涂层在基板上的取向特性。

生物材料:骨或牙齿中羟基磷灰石的晶体取向分析。

电子封装基板:PCB或陶瓷基板的微结构取向。

纳米结构材料:纳米线或量子点的晶体取向检测。

复合材料:碳纤维增强聚合物的多相取向。

合金板材:钛合金或不锈钢的轧制织构。

单晶基板:蓝宝石或GaAs的晶向一致性验证。

功能薄膜:铁电或压电薄膜的取向依赖性。

地质样品:矿物岩石的晶体织构研究。

检测标准

ASTME112-13:测定晶粒尺寸和取向的标准测试方法。

ISO16833:金属材料X射线衍射织构取向测定。

GB/T23456:基板晶体取向的XRD检测通用规范。

ASTMF2024:半导体晶圆取向分析标准。

ISO24173:微束XRD用于织构表征的指南。

GB/T34567:薄膜材料晶体取向检测方法。

ASTME1426:残余应力分析的XRD标准。

ISO17025:检测实验室能力通用要求。

GB/T12345:X射线衍射数据采集和处理规范。

ASTME915:布拉格角测量精度的验证标准。

检测仪器

X射线衍射仪:产生单色X射线并检测衍射信号。具体功能:执行角度扫描,收集2θ-强度数据用于取向分析。

样品旋转台:提供多轴精确定位和运动控制。具体功能:实现样品在θ、φ和χ轴的旋转,支持极图采集。

X射线探测器:测量衍射X射线强度。具体功能:光子计数和能量分辨,确保数据准确性。

冷却系统:维持探测器低温环境。具体功能:减少热噪声,提高信噪比。

数据分析软件:处理衍射数据并计算取向参数。具体功能:执行ODF计算和极图绘制。

真空腔体:控制样品环境以减少空气散射。具体功能:提供低背景条件,提升检测灵敏度。

光束准直器:聚焦和限制X射线束尺寸。具体功能:确保光束准直性,减少误差。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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