RU2370758C2 - Device for analysing perfection of structure of crystalline layers - Google Patents
Device for analysing perfection of structure of crystalline layers Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370758C2 RU2370758C2 RU2007122222/28A RU2007122222A RU2370758C2 RU 2370758 C2 RU2370758 C2 RU 2370758C2 RU 2007122222/28 A RU2007122222/28 A RU 2007122222/28A RU 2007122222 A RU2007122222 A RU 2007122222A RU 2370758 C2 RU2370758 C2 RU 2370758C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- ray
- electron
- detector
- crystal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к аппаратуре для анализа структуры поверхности, приповерхностных слоев и границ раздела кристаллов методом, основанным на энергодисперсионных измерениях вторичной эмиссии (фото- и оже-электронов, рентгеновского флуоресцентного излучения), возбуждаемой в кристалле стоячей рентгеновской волной, и получившим название метода стоячих рентгеновских волн.The invention relates to apparatus for analyzing the surface structure, surface layers and crystal interfaces by a method based on energy dispersive measurements of secondary emission (photo and Auger electrons, X-ray fluorescence radiation) excited in a crystal by a standing X-ray wave, and called the standing X-ray wave method .
Например, в случае фотоэлектронной эмиссии регистрация угловых зависимостей выхода фотоэлектронов с различными потерями энергии в условиях динамической дифракции рентгеновских лучей позволит получить информацию о структуре слоев, находящихся на различной глубине, а при выделении линии нулевых потерь электронов - данные о структуре поверхности кристалла /1/.For example, in the case of photoelectron emission, recording the angular dependences of the yield of photoelectrons with different energy losses under conditions of dynamic x-ray diffraction will provide information on the structure of layers located at different depths, and if a line of zero electron losses is highlighted, data on the crystal surface structure / 1 /.
Известно несколько устройств для исследования совершенства структуры кристаллических слоев методом стоячих рентгеновских волн.Several devices are known for studying the perfection of the structure of crystalline layers by the method of standing x-ray waves.
Одним из них является двухкристальный вакуумный дифрактометр /2/, предназначенный для исследования в условиях высокого вакуума электронной эмиссии, сопровождающей динамическую дифракцию рентгеновского излучения.One of them is a two-crystal vacuum diffractometer / 2 /, designed for research under high vacuum conditions of electron emission accompanying dynamic x-ray diffraction.
Прибор содержит источник рентгеновского излучения, детектор рентгеновского излучения, вакуумную камеру с окнами для рентгеновского излучения, в которой размещены кристалл-монохроматор, исследуемый кристалл со средствами поворота и линейных перемещений, энергетический анализатор с детектором электронов.The device contains an x-ray source, an x-ray detector, a vacuum chamber with windows for x-ray radiation, in which a crystal monochromator, a test crystal with rotation and linear displacement means, an energy analyzer with an electron detector are placed.
Главными недостатками данного устройства являются его конструктивная сложность, чрезмерная насыщенность вакуумного объема прецизионными гониометрическими и аналитическими устройствами, что приводит к усложнению эксплуатации прибора и технологии его изготовления.The main disadvantages of this device are its structural complexity, excessive saturation of the vacuum volume with precision goniometric and analytical devices, which complicates the operation of the device and its manufacturing technology.
Эти недостатки устранены в дифракционном рентгеновском фотоэлектронном спектрометре /3, 4/. В устройстве реализована трехкристальная схема рентгеновской дифракции.These disadvantages are eliminated in the diffraction x-ray photoelectron spectrometer / 3, 4 /. The device implements a three-crystal X-ray diffraction scheme.
Первый и второй кристаллы-монохроматоры, источник излучения установлены на параллельных направляющих и вынесены за пределы вакуумного объема рабочей камеры, где расположены исследуемый кристалл, анализатор энергии электронов и детектор рентгеновского излучения, кинематически жестко связанные друг с другом, причем исследуемый кристалл снабжен средствами поворота. В качестве энергоанализатора электронов используется 127-градусный цилиндрический дефлектор, причем ось энергоанализатора совмещена с нормалью к поверхности исследуемого объекта, а фокус энергоанализатора совмещен с областью рентгеновского дифракционного отражения.The first and second monochromator crystals, the radiation source are mounted on parallel guides and placed outside the vacuum volume of the working chamber, where the crystal under study, the electron energy analyzer and the X-ray detector are kinematically rigidly connected to each other, and the crystal under study is equipped with rotation means. A 127-degree cylindrical deflector is used as an electron energy analyzer, with the axis of the energy analyzer aligned with the normal to the surface of the object under study, and the focus of the energy analyzer aligned with the X-ray diffraction reflection region.
Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон исследований, обусловленный экранированием падающего и дифрагированного рентгеновских пучков энергоанализатором при больших углах дифракции.A disadvantage of the known device is the limited research range due to the screening of the incident and diffracted X-ray beams by the energy analyzer at large diffraction angles.
Этот недостаток устранен в установке для исследования внешнего фотоэффекта при дифракции рентгеновских лучей /5/, которая является наиболее близкой по своим существенным признакам к заявляемому объекту.This disadvantage is eliminated in the installation for studying the external photoelectric effect during x-ray diffraction / 5 /, which is the closest in its essential features to the claimed object.
Установка содержит последовательно расположенные источник рентгеновского излучения, средства монохроматизации и коллимации рентгеновского излучения, исследуемый кристалл со средствами поворота, энергоанализатор электронов и детектор электронов, причем энергоанализатор, детектор электронов и исследуемый объект кинематически жестко связаны друг с другом и расположены в вакуумной камере, при этом ось энергоанализатора совмещена с поверхностью исследуемого объекта, а фокус энергоанализатора совмещен с областью дифракционного отражения рентгеновских лучей от исследуемого кристалла. В качестве энергоанализатора здесь используется электростатический анализатор типа цилиндрического зеркала.The apparatus comprises sequentially located X-ray source, means of monochromatization and collimation of X-ray radiation, a test crystal with rotation means, an energy analyzer of electrons and an electron detector, moreover, the energy analyzer, electron detector and the studied object are kinematically rigidly connected to each other and are located in a vacuum chamber, while the axis the energy analyzer is aligned with the surface of the object under study, and the focus of the energy analyzer is aligned with the diffraction reflection region X-rays from the investigated crystal. An electrostatic analyzer such as a cylindrical mirror is used here as an energy analyzer.
В работе /6/ на примерах исследования поверхности кристаллов кремния, покрытой окисными пленками SiO2 различной толщины, с помощью устройства /5/ показано, что для анализа структуры тончайших приповерхностных слоев необходимо получить путем вычета из угловой зависимости выхода KLL оже-электронов кривой выхода К-фотоэлектронов с соответствующим весом, определяемым по энергетическому спектру электронов, угловую зависимость выхода собственно KLL оже-электронов. Очевидно, что при одновременной регистрации этих двух угловых зависимостей выхода фото- и оже-электронов различных энергетических групп в условиях одного эксперимента точность и экспрессность анализа будут значительно выше, чем при последовательной во времени регистрации.In the work / 6 / using examples of studying the surface of silicon crystals coated with SiO 2 oxide films of various thicknesses using the device / 5 /, it was shown that to analyze the structure of the thinnest surface layers, it is necessary to obtain the yield curve K from the angular dependence of the KLL yield of Auger electrons photoelectrons with the corresponding weight, determined by the energy spectrum of electrons, the angular dependence of the output of the actual KLL Auger electrons. Obviously, with the simultaneous registration of these two angular dependences of the output of photo- and Auger electrons of different energy groups under the conditions of one experiment, the accuracy and expressness of the analysis will be significantly higher than with sequential registration in time.
Однако данное устройство /5/ не позволяет производить одновременную регистрацию двух и более угловых зависимостей выхода фотоэлектронов, имеющих различные энергии.However, this device / 5 / does not allow simultaneous registration of two or more angular dependences of the output of photoelectrons with different energies.
Кроме этого, конструкция энергоанализатора и его расположение обуславливают низкую эффективность регистрации вылетевших электронов различных энергетических групп и, как следствие этого, - большое время накопления экспериментальных данных.In addition, the design of the energy analyzer and its location determine the low efficiency of registration of the emitted electrons of various energy groups and, as a consequence of this, a long accumulation of experimental data.
Таким образом существенными недостатками известного устройства являются низкие точность и экспрессность анализа.Thus, significant disadvantages of the known device are low accuracy and rapidity of analysis.
Целью изобретения является повышение точности и экспрессности анализа.The aim of the invention is to improve the accuracy and rapidity of analysis.
Указанная цель достигается тем, что известное устройство для исследования совершенства структуры кристаллических слоев, содержащее последовательно расположенные источник рентгеновского излучения, средства монохроматизации и коллимации рентгеновского излучения, исследуемый объект со средствами поворота, первый энергоанализатор электронов, первый детектор электронов и детектор рентгеновского излучения, причем первый энергоанализатор, первый детектор электронов и исследуемый объект кинематически связаны друг с другом и расположены в вакуумной камере, при этом ось энергоанализатора совмещена с поверхностью исследуемого объекта, а фокус энергоанализатора совмещен с областью рентгеновского дифракционного отражения, дополнительно снабжено вторым энергоанализатором и вторым детектором электронов, причем второй энергоанализатор размещен аксиально с первым энергоанализатором и кинематически связан с исследуемым объектом, при этом в качестве энергоанализаторов использованы сферические зеркальные энергоанализаторы, фокусы которых совмещены, а детекторы электронов размещены на поверхностях внутренних сферических электродов первого и второго энергоанализаторов в точках, диаметрально противоположных фокальным точкам.This goal is achieved by the fact that the known device for studying the perfection of the structure of crystalline layers, containing sequentially located x-ray source, means of monochromatization and collimation of X-ray radiation, an object under investigation with rotation means, a first electron energy analyzer, a first electron detector and an X-ray detector, the first energy analyzer , the first electron detector and the object under study are kinematically connected with each other and located s in the vacuum chamber, while the axis of the energy analyzer is aligned with the surface of the object under study, and the focus of the energy analyzer is aligned with the X-ray diffraction reflection region, it is additionally equipped with a second energy analyzer and a second electron detector, the second energy analyzer being placed axially with the first energy analyzer and kinematically connected with the object being studied, at For this purpose, spherical mirror energy analyzers are used as energy analyzers, the foci of which are combined, and the electric detectors The novae are placed on the surfaces of the internal spherical electrodes of the first and second energy analyzers at points diametrically opposite to the focal points.
Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство отличается тем, что оно снабжено вторым детектором электронов, вторым энергоанализатором, размещенным в вакуумной камере аксиально с первым энергоанализатором и кинематически связанным с исследуемым объектом и вторым детектором электронов, при этом в качестве энергоанализаторов использованы сферические зеркальные энергоанализаторы, фокусы которых совмещены, а детекторы электронов размещены на поверхностях внутренних сферических электродов первого и второго энергоанализаторов в точках, диаметрально противоположных фокальным точкам.Comparative analysis with the prototype allows us to conclude that the inventive device is characterized in that it is equipped with a second electron detector, a second energy analyzer placed axially with the first energy analyzer in the vacuum chamber and kinematically connected with the test object and the second electron detector, while spherical ones are used as energy analyzers mirror energy analyzers, the foci of which are aligned, and electron detectors are placed on the surfaces of the internal spherical electrodes first and second energy analyzers at points diametrically opposed to focal points.
Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".Thus, the claimed technical solution meets the criteria of the invention of "novelty."
Анализ критерия "существенные отличия" свидетельствует о следующем. Известно использование в качестве энергоанализаторов типа "сферическое зеркало" /7/. Также известно размещение детектора на поверхности внутреннего электрода анализатора "сферическое зеркало" в точке, диаметрально противоположной фокальной точке /7/. Вместе с тем следует отметить, что такие признаки заявляемого устройства, как снабжение его вторым энергоанализатором, расположенным аксиально с первым анализатором и вторым детектором (т.е. фактически дополнение устройства вторым идентичным каналом энергоанализа), кинематически связанным с исследуемым объектом, и совмещение фокальных точек обоих анализаторов в области на поверхности образца являются новыми и в сходных решениях не встречаются.Analysis of the criterion of "significant differences" indicates the following. Known use as energy analyzers of the type "spherical mirror" / 7 /. It is also known to place the detector on the surface of the inner electrode of the analyzer "spherical mirror" at a point diametrically opposite the focal point / 7 /. However, it should be noted that such features of the claimed device as supplying it with a second energy analyzer located axially with the first analyzer and the second detector (i.e., in fact the device is supplemented with a second identical energy analysis channel) kinematically connected with the object under study, and the focal points are combined both analyzers in the region on the surface of the sample are new and are not found in similar solutions.
Таким образом, совокупность отличительных признаков устройства является неочевидной, обеспечивает достижение положительного эффекта, вследствие этого заявляемое устройство удовлетворяет критерию "существенные отличия".Thus, the set of distinctive features of the device is not obvious, ensures the achievement of a positive effect, as a result, the inventive device meets the criterion of "significant differences".
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично показан общий вид предложенного устройства; на фиг.2 схематично показан узел энергоанализаторов.The invention is illustrated in the drawing, where figure 1 schematically shows a General view of the proposed device; figure 2 schematically shows a node of energy analyzers.
В состав устройства для исследования совершенства структуры кристаллических слоев входят устройство 1 формирования рентгеновского пучка и измерительное устройство 2.The composition of the device for studying the perfection of the structure of crystalline layers includes an X-ray beam forming device 1 and a measuring device 2.
Устройство 1 формирования рентгеновского пучка содержит источник 3 рентгеновского излучения, коллиматорные щели 4, кристалл-монохроматор 5, установленный на кристаллодержателе 6 гониометрического устройства 7, главная ось которого - О1 - перпендикулярна экваториальной плоскости. Кроме этого устройство 1 формирования рентгеновского пучка снабжено устройством 8 совместного углового поворота источника 3 с первой коллиматорной щелью 4 вокруг оси О1, устройством 9 совместных линейных перемещений источника 3, коллиматорных щелей 4, гониометрического устройства 7 в направлении, перпендикулярном рентгеновской оси устройства К1-К2.The X-ray beam forming device 1 comprises an X-ray source 3, collimator slots 4, a monochromator crystal 5 mounted on a crystal holder 6 of a goniometric device 7, the main axis of which is O 1, is perpendicular to the equatorial plane. In addition, the device 1 of the formation of the x-ray beam is equipped with a device 8 for joint angular rotation of the source 3 with the first collimator slit 4 around the axis О 1 , a device 9 for joint linear displacements of the source 3, collimator slots 4, goniometric device 7 in the direction perpendicular to the x-ray axis of the device K 1 - K 2 .
Измерительное устройство 2 представляет собой вакуумную камеру 10, в центре которой на кристаллодержателе 11 установлен исследуемый объект 12.The measuring device 2 is a
Вдоль вертикальной оси камеры 10 на верхней и нижней торцевых поверхностях кристаллодержателя 11 аксиально установлены два энергоанализатора 13, 14 типа электростатического сферического зеркала (по одному на каждый из торцевых поверхностей кристаллодержателя 11). Каждый энергоанализатор 13, 14 содержит внутренние 15, 16 и наружный 17, 18 сферические электроды радиуса r1 и r2.Along the vertical axis of the
В местах прохождения электронных пучков каждый внутренний электрод 15, 16 имеет окна 19, 20, затянутые прозрачной металлической сеткой, и диафрагму 21, 22, выполненную в виде малого круглого или прямоугольной формы отверстия. Центры отверстий помещены в точки Р1 Р2, диаметрально противоположные точке S, в которой расположен источник фотоэлектронов, и находятся на геометрическом продолжении сферической поверхности внутренних электродов. За диафрагмами 21, 22 установлены детекторы электронов 23, 24, соответственно.In the places of passage of electron beams, each
Ось Н1-Н2 энергоанализаторов 13, 14 совмещена с поверхностью исследуемого объекта 12, а фокусы указанных энергоанализаторов совмещены в точке S, которая находится в окрестности области дифракционного отражения рентгеновских лучей из исследуемого кристалла 12. Пунктиром в проекции на плоскость, перпендикулярную поверхности кристалла 12, на фиг.2 очерчен контур падающего на кристалл 12 и отраженного пучков рентгеновских лучей.The axis H 1 -H 2 of the energy analyzers 13, 14 is aligned with the surface of the investigated
В местах прохождения рентгеновского пучка камера 10 имеет окна 25, выполненные из вакуумноплотной бериллиевой фольги. На боковой поверхности камеры 10 установлен вакуумный затвор 26, а на верхнем фланце-крышке камеры 10 - магниторазрядный насос.In places where the x-ray beam passes, the
Камера 10 установлена на устройстве 27 перемещений, которое предназначено для проведения котировочных угловых и линейных перемещений вокруг и вдоль, соответственно, осей O3-O4, O5-O6.The
В свою очередь, устройство 27 перемещений установлено на верхнюю платформу 28 главного гониометра 29. На второй, нижней платформе 30 этого гониометра установлен детектор 31 рентгеновского излучения. Верхняя 28 и нижняя 30 платформы установлены аксиально и могут поворачиваться грубо или плавно вокруг главной оси гониометра 29-О2. Устройство работает следующим образом.In turn, the movement device 27 is mounted on the upper platform 28 of the main goniometer 29. An X-ray detector 31 is installed on the second, lower platform 30 of this goniometer. The upper 28 and lower 30 platforms are axially mounted and can rotate roughly or smoothly around the main axis of the 29-O 2 goniometer. The device operates as follows.
Рентгеновский пучок от источника 3 ограничивается по расходимости первой коллиматорной щелью 4 и попадает под углом дифракции θМ1 для выбранной системы кристаллографических плоскостей на кристалл-монохроматор 5.The x-ray beam from source 3 is limited by the divergence of the first collimator gap 4 and falls at a diffraction angle θ M1 for the selected system of crystallographic planes onto a crystal-monochromator 5.
Дифрагированные кристаллом-монохроматором 5 рентгеновский пучок, в свою очередь, ограничивается по расходимости второй коллиматорной щелью 4 и попадает под углом дифракции θ2 на исследуемый кристалл 12. Оба кристалл-монохроматор 5 и исследуемый объект 12 расположены в геометрии Брэгг-дифракции. Дифрагированный кристаллом 12 рентгеновский пучок регистрируется детектором 31.The X-ray beam diffracted by the monochromator crystal 5, in turn, is limited by the divergence of the second collimator slit 4 and falls at the diffraction angle θ 2 onto the studied
В результате взаимодействия рентгеновского излучения с веществом исследуемого объекта 12 в нем образуются фотоэлектроны, которые эмиттируются из облучаемой поверхности кристалла 12 в вакуум под различными углами α к оси симметрии Н1-Н2 энергоанализаторов 13, 14. Выполнение условий:As a result of the interaction of x-ray radiation with the substance of the studied
где е - заряд электрона;where e is the electron charge;
r1 и r2 - радиусы внутренних 15, 16 и наружных 17, 18 сферических электродов энергоанализаторов 13, 14, соответственно;r 1 and r 2 are the radii of the inner 15, 16 and outer 17, 18 of the spherical electrodes of the
U1 - задерживающий потенциал между электродами 15, 17 энергоанализатора 13;U 1 - holding potential between the
U2 - задерживающий потенциал между электродами 16, 18 энергоанализатора 14;U 2 - holding potential between the
Е - энергия фотоэлектронов приводит к тому, что все фотоэлектроны, вышедшие из источника S независимо от угла α, после отражения собираются в центрах отверстий диафрагм 21, 22, после прохождения которых регистрируются детекторами 23,24.E - photoelectron energy leads to the fact that all the photoelectrons emerging from the source S, regardless of angle α, are collected at the centers of the holes of the
Таким образом, при заданной величине задерживающего потенциала U1=U11 на отверстии приемной диафрагмы 21 фокусируются частицы определенной кинетической энергии Е=Е1, удовлетворяющей соотношению с (1). Соответственно, при U2=U22 на отверстии приемной диафрагмы 22 фокусируются частицы определенной кинетической энергии Е=Е2, удовлетворяющей соотношению (2). Благодаря дисперсии по энергиям частицы других энергий рассеиваются и попадают в отверстия 21, 22 в незначительном количестве.Thus, for a given value of the holding potential U 1 = U 11, particles of a certain kinetic energy E = E 1 that satisfy the relation with (1) are focused on the opening of the receiving diaphragm 21. Accordingly, when U 2 = U 22, particles of a certain kinetic energy E = E 2 that satisfy relation (2) are focused on the opening of the
Прибор работает в режимах энергетической и угловой разверток.The device operates in energy and angular sweep modes.
В режиме энергетической развертки, при фиксированном угловом положении кристалла 12, одновременно, в одинаковых пределах изменяют задерживающие потенциалы U1 и U2 знергоанализаторов 13, 14. В результате чего последовательно по участкам энергии с помощью детекторов 23, 24 регистрируют сигналы электронного выхода и по суммарному сигналу от указанных детекторов получают энергетический спектр электронов. Затем, по полученному энергетическому спектру электронов определяют величины энергий электронов E1 и Е2, для которых в режиме угловой развертки предстоит определить угловые зависимости интенсивностей выхода электронов в условиях дифракции рентгеновских лучей.In the energy sweep mode, at a fixed angular position of the
В режиме угловой развертки на электродах энергоанализаторов 13, 14 устанавливаются потенциалы U1 и U2, при которых на детекторы 23, 24 будут попадать только электроны с энергиями Е1 и Е2, соответственно. Затем, при фиксированных задерживающих потенциалах U1 и U2, с помощью гониометра 29 осуществляется плавное вращение исследуемого кристалла 12 вокруг главном оси гониометра О2 в небольшом угловом интервале вблизи точного значения угла отражения θ2 исследуемого кристалла 12, при этом детектор 23 регистрирует интенсивность выхода электронов с кинетической энергией Е1, детектор 24 - интенсивность выхода электронов с кинетической энергией Е2, а детектор 31 - интенсивность рентгеновского дифракционного отражения от поверхности кристалла 12.In the angular sweep mode, the potentials U 1 and U 2 are established at the electrodes of the
Таким образом, в режиме угловой развертки, одновременно в условиях одного эксперимента, детекторами 31, 23, 24 регистрируются угловые зависимости интенсивностей рентгеновского отражения - I(θ) и выхода электронов æ1(θ) и æ2(θ) с кинетическими энергиями E1 и Е2, соответственно.Thus, in the angular scan mode, simultaneously under the conditions of one experiment, the angular dependences of the X-ray reflection intensities — I (θ) and electron yield æ 1 (θ) and æ 2 (θ) with kinetic energies E 1 are recorded by the
Как известно, наиболее поверхностно-чувствительными, при диагностике структуры кристаллов методом стоячих рентгеновских волн являются оже-электроны, выходящие с нулевыми потерями энергии. Поэтому для получения информации о структуре поверхности по положению вершины пика оже-электронов на электронном спектре определяют величину кинетической энергии этих электронов - Е1.As you know, the most surface-sensitive, when diagnosing the structure of crystals by the method of standing x-ray waves are Auger electrons, leaving with zero energy loss. Therefore, to obtain information about the surface structure from the position of the peak peak of Auger electrons in the electronic spectrum, the kinetic energy of these electrons is determined - E 1 .
Однако, в число электронов, обладающих энергией Е1 кроме оже-электронов, выходящих с поверхности кристалла с нулевыми потерями энергии, входят также электроны, выходящие с глубинных слоев исследуемого кристалла 12 и потерявшие в процессе выхода к поверхности значительную часть своей энергии. Эти электроны создают паразитный сигнал при регистрации угловой зависимости выхода оже-электронов. Полезный сигнал - угловую зависимость выхода собственно оже-электронов - получают путем вычета из угловой зависимости выхода электронов с энергией E1 (задерживающий потенциал U1) кривой выхода фотоэлектронов с энергией Е2 (задерживающие потенциал U2) с соответствующим весом Р1 определяемыми по энергетическому спектру электронов, полученному в режиме энергетическое развертки.However, the number of electrons with an energy of E 1, in addition to Auger electrons leaving the surface of the crystal with zero energy loss, also includes electrons leaving the deep layers of the studied
Таким образом, устанавливая на электродах энергоанализаторов 13, 14 потенциалы U1 и U2 в режиме угловой развертки, по разностному сигналу электронного выхода, регистрируемого с помощью детекторов 23, 24, соответственно, получают в условиях одного эксперимента угловую зависимость интенсивности выхода собственно оже-электронов, по которой в дальнейшем судят о структуре поверхности кристалла 12, что значительно повышает точность и экспрессность проводимого анализа по сравнению с известными устройствами.Thus, by setting the potentials U 1 and U 2 in the angular sweep mode on the electrodes of the
Измерениям всегда предшествует юстировка. Юстировка прибора осуществляется следующим образом. На оптическую ось прибора К1-К2, проходящую через ось О2 главного гониометра 29, выставляются ось вращения О1 гониометрического устройства 7, источник излучения 3, коллиматорные щели 4 и детектор 31 рентгеновского излучения, при этом оптические оси О1 и О2 соединяют с рабочей поверхностью кристалла-монохроматора 5, установленного на кристаллодержатель 6, и с поверхностью исследуемого кристалла 12, установленного на кристаллодержатель 11, соответственно. Для этого используют соответствующие устройства 8, 9, 27 и гониометры 7, 29. Устройством совместного поворота 8 источник излучения 3, первую коллиматорную щель 4 поворачивают вокруг оси О1 на уголMeasurements are always preceded by an adjustment. The adjustment of the device is as follows. On the optical axis of the device K 1 -K 2 passing through the axis O 2 of the main goniometer 29, the axis of rotation O 1 of the goniometric device 7, the radiation source 3, collimator slots 4 and the X-ray detector 31 are set, the optical axes O 1 and O 2 connected to the working surface of the monochromator crystal 5 mounted on the crystal holder 6, and with the surface of the
2θМ1 относительно оптической оси предлагаемого устройства К1-К2.2θ M1 relative to the optical axis of the proposed device K 1 -K 2 .
Затем разворачивают нижнюю платформу 30 гониометра 29 и кинематически жестко связанный с ней детектор 31 относительно оси К1-К2 на угол 2θ2. Поворачивают также верхнюю платформу 28 и совместно с ней устройство 27, вакуумную камеру 10 с энергоанализаторами 13, 14 и исследуемым кристаллом 12 на угол θ2 относительно оси К1-К2. После этого, плавно перемещая кристалл 12 с помощью гониометра 29 вокруг оси О2 и с помощью устройства 27 вокруг осей O3-O4, O5-O6, устанавливают его в отражающее положение, при котором дифрагированный кристаллом 12 рентгеновский пучок фиксируется детектором 31.Then, the lower platform 30 of the goniometer 29 and the kinematically rigidly connected detector 31 with respect to the axis K 1 -K 2 are deployed at an angle of 2θ 2 . The upper platform 28 and, together with it, the device 27, the
Энергодисперсионные измерения фотоэмиссии электронов проводятся при остаточном давлении в вакуумной камере 10 не выше 10-6 Па (откачные средства на чертежах не показаны).Energy dispersive measurements of electron photoemission are carried out at a residual pressure in the vacuum chamber of 10 not higher than 10 -6 Pa (pumping means are not shown in the drawings).
Таким образом за счет того, что заявляемое устройство для исследования совершенства структуры кристаллических слоев снабжено дополнительно вторым детектором электронов, вторым знергоанализатором, размещенным в вакуумное камере аксиально с первым энергоанализатором и кинематически связанным с исследуемым кристаллом и вторым детектором электронов, а также за счет того, что в качестве энергоанализаторов использованы сферические зеркальные энергоанализаторы, фокусы которых совмещены, а детекторы электронов размещены на поверхностях внутренних сферических электродов первого и второго анализаторов в точках, диаметрально противоположным фокальным точкам, значительно повысились точность и экспрессность анализа по сравнению с известными приборами.Thus, due to the fact that the inventive device for studying the perfection of the structure of crystalline layers is additionally equipped with a second electron detector, a second energy analyzer placed axially in the vacuum chamber with the first energy analyzer and kinematically connected with the crystal under study and the second electron detector, and also due to the fact that as energy analyzers, spherical mirror energy analyzers were used, the foci of which are aligned, and electron detectors are placed on the surfaces The internal spherical electrodes of the first and second analyzers at points diametrically opposite to the focal points significantly increased the accuracy and expressness of the analysis in comparison with the known instruments.
ЛитератураLiterature
1. Ковальчук М.В., Кон В.Г. Рентгеновские стоячие волны - новый метод исследования структуры кристаллов, УФН, 1988, т.148, вып.5, с.5-46.1. Kovalchuk M.V., Kon V.G. X-ray standing waves - a new method for studying the structure of crystals, Physics-Uspekhi, 1988, v.148, issue 5, pp. 5-46.
2. Kikuta S., Takahashi, Tuzi Y., Fukudome R. Double crystal vacuum X-ray diffractometer // Rev. Sci. Instrum. - 1977. - Vol.48, №12, p.1576-1580.2. Kikuta S., Takahashi, Tuzi Y., Fukudome R. Double crystal vacuum X-ray diffractometer // Rev. Sci. Instrum. - 1977. - Vol. 48, No. 12, p. 1576-1580.
3. Ковальчук M.B., Шилин Ю.Н., Денисов А.Г., Гравшин Ю.М., Зельцер И.А., Ляпин В.М., Сеничкина Р.С. Дифракционный вакуумный рентгенофотоэлектронный спектрометр./ПТЭ, 1987, №3, с.191-195.3. Kovalchuk M.B., Shilin Yu.N., Denisov A.G., Gravshin Yu.M., Zeltser I.A., Lyapin V.M., Senichkina R.S. Diffraction vacuum X-ray photoelectron spectrometer. / PTE, 1987, No. 3, pp. 191-195.
4. Гравшин Ю.М., Зельцер И.А., Ковальчук М.В., Сеничкина Р.С, Шилин Ю.Н. Дифракционный рентгеновский фотоэлектронный спектрометр./ Электронная промышленность, 1989, №4, с.23-24.4. Gravshin Yu.M., Zeltser I.A., Kovalchuk M.V., Senichkina R.S., Shilin Yu.N. X-ray diffraction photoelectron spectrometer. / Electronic Industry, 1989, No. 4, p.23-24.
5. Александров П.А., Бреслер Е.Е., Бугров Д.А., Зашквара В.В., Имамов P.M., Пашаев Э.М., Редьким B.C. Установка для исследования внешнего фотоэффекта при дифракции рентгеновских лучей./ЛТГЭ, 1986, №1, с.198-201.5. Aleksandrov P.A., Bresler E.E., Bugrov D.A., Zashkvara V.V., Imamov P.M., Pashaev E.M., Redkim B.C. Installation for studying the external photoelectric effect during x-ray diffraction. / LTGE, 1986, No. 1, p.198-201.
6. Пашаев Э.М., Абдулаев М.И. Выход оже-электронов в условиях дифракции рентгеновских лучей./Кристаллография, 1989, Т.34, вып.1, с.263-265.6. Pashaev E.M., Abdulaev M.I. The output of Auger electrons in the conditions of x-ray diffraction. / Crystallography, 1989, T.34, issue 1, s.263-265.
7. Зашквара В.В., Юрчак Л.С., Былинкин А.Ф. Электронно-оптические свойства электростатического сферического зеркала и систем на его основе (1), ЖТФ, 1988, т.58, вып.10, с.2010-2020.7. Zashkvara V.V., Yurchak L.S., Bylinkin A.F. Electron-optical properties of an electrostatic spherical mirror and systems based on it (1), ZhTF, 1988, vol. 58,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007122222/28A RU2370758C2 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Device for analysing perfection of structure of crystalline layers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007122222/28A RU2370758C2 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Device for analysing perfection of structure of crystalline layers |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007122222A RU2007122222A (en) | 2008-12-20 |
RU2370758C2 true RU2370758C2 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=41263124
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007122222/28A RU2370758C2 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Device for analysing perfection of structure of crystalline layers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2370758C2 (en) |
-
2007
- 2007-06-13 RU RU2007122222/28A patent/RU2370758C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007122222A (en) | 2008-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10578566B2 (en) | X-ray emission spectrometer system | |
US9823203B2 (en) | X-ray surface analysis and measurement apparatus | |
US5497008A (en) | Use of a Kumakhov lens in analytic instruments | |
US6359964B1 (en) | X-ray analysis apparatus including a parabolic X-ray mirror and a crystal monochromator | |
WO2018211664A1 (en) | X-ray spectrometer | |
JP2005527833A (en) | Elemental X-ray fluorescence microscope and method of operation | |
RU2397481C1 (en) | X-ray spectrometre | |
JP2023542674A (en) | System and method for depth-resolved measurement and analysis using X-rays | |
Shin et al. | A scanning transmission X-ray microscope at the Pohang Light Source | |
US2908821A (en) | Apparatus for spectrochemical analysis and structural analysis of solids, fluids andgases by means of x-rays | |
RU2370758C2 (en) | Device for analysing perfection of structure of crystalline layers | |
JP5684032B2 (en) | Charged particle beam analyzer and analysis method | |
US8155267B2 (en) | Device for the X-ray analysis of a specimen, comprising an energy/angle-filtering diffraction analyser system | |
RU2370757C2 (en) | Device for analysing perfection of structure of monocrystalline layers | |
Wittry | Methods of quantitative electron probe analysis | |
JPS62222150A (en) | Method of analyzing element composition of surface layer of sample without breaking said surface layer | |
CN113218975A (en) | Surface X-ray absorption spectrum measuring device | |
JP2001091699A (en) | Radiation analyzing device with variable collimator | |
Barysheva et al. | Investigation of supersmooth optical surfaces and multilayer elements using soft X-ray radiation | |
Vis et al. | On the development of X-ray microprobes using synchrotron radiation | |
Cao et al. | Research on High Diffraction Efficiency X-ray Fluorescence Spot Generation Technology for X-ray Fluorescence Spectrometer | |
SU1226210A1 (en) | Arrangement for investigating perfection of single-crystal structure | |
JPH0269692A (en) | Spherical mirror analyzer of energy of charged particle beam | |
RU169793U1 (en) | Device for measuring the depth distribution profile of elements in photovoltaic layers | |
Friedrich et al. | Superconducting tunnel junction array development for high-resolution energy-dispersive X-ray spectroscopy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090721 |