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本文摘要2025年，我們將繼續(xù)推出XRD自動數(shù)據(jù)處理系列的XRD軟件應(yīng)用技巧。繼前文介紹自動化軟件APP（Automatic Processing Program），以及演示其配合其他分析軟件實現(xiàn)石墨化度自動分析和應(yīng)力分析。本期第四講，將為您介紹針對半導(dǎo)體單晶外延晶片APP與高分辨XRD數(shù)據(jù)軟件AMASS配合實現(xiàn)自動分析。

01丨簡介

AMASS是一款用于分析高分辨XRD (HRXRD) 數(shù)據(jù)的軟件，主要適用于外延薄膜及其他高分辨XRD應(yīng)用領(lǐng)域，可有給出諸如搖擺曲線FWHM、組分、厚度、弛豫等外延結(jié)構(gòu)信息的結(jié)果。

APP可以與AMASS軟件聯(lián)用來實現(xiàn)自動數(shù)據(jù)處理。這種自動處理過程可以實現(xiàn)包括數(shù)據(jù)直接分析，擬合分析，Mapping以及報告輸出等數(shù)據(jù)分析過程，為后續(xù)的自動化數(shù)據(jù)篩選和上拋提供一個切實可行的實現(xiàn)方案。

圖1 軟件配合簡要流程

02丨AMASS分析模板

對相應(yīng)結(jié)構(gòu)的單晶或外延晶片樣品進行自動分析，不管是通過直接法分析還是模擬擬合，都需要先在AMASS軟件構(gòu)建一個分析模板。

如以最簡單的搖擺曲線的半高寬FWHM為例：

圖2 分析模板尋峰標峰規(guī)則設(shè)置

① 在AMASS軟件底部窗格中選中1-axis Peak Search Details標簽進行規(guī)則設(shè)置；

② 設(shè)置合適的Ignore peaks below 峰閾值；

③ 在Rules列表下方點擊Add添加標峰規(guī)則，從尋到的峰里挑出符合特定條件的峰標記為襯底或外延層的峰，并選定該標峰規(guī)則作為默認項；

④ 通過菜單Settings – Application Settings設(shè)置對打開的搖擺曲線數(shù)據(jù)或倒易空間圖數(shù)據(jù)進行自動尋峰標峰；⑤ 通過菜單File – Save Project將上述設(shè)置保存成一個項目文件，作為自動分析的模板文件；

圖3 設(shè)置打開數(shù)據(jù)自動處理

一個準確的可用于自動分析過程的分析模板，需要保證打開對應(yīng)數(shù)據(jù)后能夠自動給出正確的分析結(jié)果并沒有多余分析步驟。如，在依照上文設(shè)置好的分析模板中打開一個Omega掃描測量數(shù)據(jù)時，軟件便能自動尋峰并標記最強峰為襯底峰，并在Peak Found列表中給出對應(yīng)的峰位置與峰寬等信息。同樣的，對于Omega-2Theta掃描或倒易空間圖數(shù)據(jù)，設(shè)置好合適的分析模板，在打開測量數(shù)據(jù)時，也能直接獲得組分、厚度、弛豫等信息。

03丨APP 設(shè)置

APP調(diào)用AMASS軟件進行高分辨數(shù)據(jù)的分析同樣是通過命令行形式實現(xiàn)。

AMASS軟件的命令行格式為：

AMASS.exe[<files>][<options>]

其中每個<options>的格式為：

<option name>[:<option value>]

下表列出了常用的AMASS自動分析命令行格式與功能。

理解了這些命令行指令，我們就可以在APP中設(shè)置針對特定掃描程序測量得到的數(shù)據(jù)的處理規(guī)則，以實現(xiàn)高分辨數(shù)據(jù)的自動分析和報告輸出。如下圖：

    圖4 APP規(guī)則設(shè)置

① 在Measurement programme name中選擇相應(yīng)的XRD掃描測試程序；

② Command中選中AMASS分析軟件的路徑；

③ 在Argument中輸入：

%XRDMLFILE% “C:foldertemplate.aprjxl”/res:peak /s:%XRDMLFILE%.xml

該指令的作用是調(diào)用前面保存下來的分析模板文件（C:foldertemplate.aprjxl）對當前收集到的XRD數(shù)據(jù)（%XRDMLFILE%）進行分析，并輸出峰列表結(jié)果（/res:peak）為與當前數(shù)據(jù)同名的.xml 文件（/s:%XRDMLFILE%.xml）。如有需要，還可以用/nologo命令避免AMASS啟動時載入啟動畫面。

④ 最后點擊Add to Rules List按鈕將設(shè)置保存為一條處理規(guī)則。

完成以上設(shè)置后，當我們在Data Collector軟件中執(zhí)行相應(yīng)的掃描程序收集數(shù)據(jù)時，測試結(jié)束后會自動分析并生成報告，保存在與測試數(shù)據(jù)同路徑之下或相應(yīng)的命令行設(shè)定路徑下。如下圖，便是一個典型的SiC-4H 004晶面搖擺曲線自動分析報告，報告以.xml文件給出，可以方便后續(xù)的數(shù)據(jù)上拋。

圖5 自動生成的SiC-4H AMASS報告