操作指南 | Avantage软件之带隙测量功能 赛默飞XPS电子能谱仪

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操作指南 | Avantage软件之带隙测量功能 赛默飞XPS电子能谱仪

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。

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。

  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。

  先点击选中对应的O1s谱图，如上图所示，点击软件的Analysis——Band Gap Measurement即可调出。点击后会出现以下对话框，如下图5所示。

上图对话框中的相应参数可以进行人为的修改，但建议在进行测量时采用相同参数进行测量，以免由于参数改变而引入一定的测量误差，该功能的大致计算流程为：

• 数据首先经过平滑处理得到谱峰最低点的峰位（即峰谷），即“Dip”；

• “Max Distance”参数是将距峰谷处特定距离的谱峰数据进行分离，并对其进行拟合以及进一步斜率的计算（数值过大会影响真实的能量损失结构，数值过小将会导致计算结果误差较大）；

• 最小线宽是指线允许的最小数值，拟合程序将会调整谱线对应的能量宽度。

由上图可以看出，选中相应图谱调出Band Gap Measurement界面后，调整相关参数，Avantage软件便会自动算出材料带隙值，方便快速。

  本文介绍了用Avantage软件求取带隙的功能。可看到，Avantage软件不仅具有强大的XPS数据处理能力，同时还是一个全面的数据分析软件。通过Avantage软件能快速得完成对材料带隙的测量求取，满足客户测试带隙的需求，助力半导体材料、电子材料、集成电路行业的发展。

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