SU1081490A1 - Method of determination of elastic deformation in epitaxial systems - Google Patents
Method of determination of elastic deformation in epitaxial systems Download PDFInfo
- Publication number
- SU1081490A1 SU1081490A1 SU802943096A SU2943096A SU1081490A1 SU 1081490 A1 SU1081490 A1 SU 1081490A1 SU 802943096 A SU802943096 A SU 802943096A SU 2943096 A SU2943096 A SU 2943096A SU 1081490 A1 SU1081490 A1 SU 1081490A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- film
- substrate
- reflections
- planes
- sample
- Prior art date
Links
Abstract
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УПРУГОЙ ДЕФОРМАЦИИ В ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ, включающий облучение образца и регистрацию брэгговских,отражений дл плоскостей, нормаль к которым состав-, л ет угол 0-90 с нормалью к поверхности образца, от пи ч а ю щ и и с тем, что, с целью упрощени способа и повышени его экспрессности, регистрируют серию 6-28 кривых дл отражений одинаково ориентированных в .ненапр женном состо нии кристаллографических плоскостей пленки и подложки, причем перед регистрацией каждой последующей кривой смещают щель счетчика вдоль дифракционного вектора, вы-числ ют угол разориентации кристаллографических плоскостей по формуле . (,) где сГ2б и - измеренные отсчеты углового смещени щели, соответствующие максимальной интенсивности 9 - 26 рефлексов пленки (I) и подложки (П), и по величине разориентации определ ют деформацию решетки по формуле g 5S t .2 ko ЛЧ :r igгде е, и Ej деформаци кристаллиА , и ; ческой решетки пле нки и подложки вдоль Ъ i- оси ортогонального базиса,оси 1 и 2 кото-. рого лежат в плоскости межфазной границы,, 00 f коэффициент Пуассона И пленки и подложки. 4; A METHOD FOR DETERMINING ELASTIC DEFORMATION IN EPITAXIAL SYSTEMS, including irradiating a sample and recording Bragg reflections for planes, the normal to which is - 0–90 with normal to the sample surface, In order to simplify the method and increase its rapidity, a series of 6-28 curves are recorded for reflections of equally oriented in an unstressed state of the crystallographic planes of the film and substrate, and before each subsequent curve is recorded, the counter slit is shifted In the diffraction vector, the misorientation angle of the crystallographic planes is calculated by the formula. (,) where сГ2б and are the measured samples of the angular displacement of the slit, corresponding to the maximum intensity of 9 to 26 reflections of the film (I) and the substrate (P), and the lattice deformation is determined by the formula g 5S t .2 ko LP: r ig where e, and Ej, crystalline A strain, and; lattice of the film and the substrate along the b i – axis of the orthogonal basis, axes 1 and 2 of which are. pogo lie in the interfacial plane ,, 00 f Poisson's ratio And the film and the substrate. four;
Description
Изобретение относитс к рентгено структурному анализу, а именно к ре геновской тензометрии эпитаксиальны слоев, и может быть использовано на предпри ти х цветной металлургии и электронной промышленности. Известен способ определени напр ний в эпитаксиальных системах по кр визне изгиба бикристалла tlJЭтот способ не позвол ет определи остаточную деформацию решетки, если в системах хот бы частично происхо дил процесс релаксации напр жений. Известен также способ определени деформации в эпитаксиальных системах включающий облучение образца и реги трацию брэг говских отражений дл плоскостей г нормаль к которым соста вл ет угол V О - 90 с нормалью к поверхности образца. Деформации крис таллической решетки определ ютс по положению брэгговских рефлексов от различных плоскостей (hkl) 2J. Известный способ весьма трудоемок и дл повышени точности анализа тре бует прецизионной регистрации отраже ний с большим значением брэгговского угла б . Кроме того, из-за тетрагональных искажений решетки в упругонапр женных эпитаксиальных системах дл их анализа не удаетс применить стандартные съемки- 9-20 сканированием или схему типа Бонда, Целью изобретени вл етс упрощение способа и повышение экспрессности анализа. Поставленна цель достигаетс тем что согласно способу определени упругой деформации в эпитаксиальных системах, включающему облучение образца , регистрацию брэгговских отражений дл плоскостей, нормаль к кото рым составл ет угол V О -90° с нормалью к поверхности образца, регистрируют серию Q - 20 кривых дл отражений одинаково ориентированных в ненапр женном состо нии кристаллогра фических плоскостей пленки и подложки , причем перед регистрацией каждой последующей кривой смещают щель счет чика вдоль дифракционного вектора, вычисл ют угол разориентации кристал лографических плоскостей,по формуле (. 4V где(Г2б и(/2У- - измеренные отсчеты углового смещени щели, соответствующи максимальной интенсивности 9-20 рефлексов пленки (1) . и подложки (Н), и по величине разориентации определ ют деформацию решетки по формуле v где E.J.. и jj - деформаци кристал лической решетки пленки и подложки вдоль i-й оси ортогонального базиса, оси 1 и 2 которого лежат в плоскости межфазной границы, 1 и коэффициент Пуассона пленки и подложки. Способ основан на измерении разориентации кристаллографических плоскостей пленки и подложки, возникающей в результате тетрагональных искажений кристаллической решетки, обусловленных макронапр жени ми в эпитаксиальной системе. Способ осуществл ют следующим образом . - При облучении бикристалла, установленного на гониометре, например, . рентгеновским пучком предварительно производ т его стандартную юстировку и наход т отражение с углом , близким к 45°. Затем вращением образца вокруг главной оси гониометра при неподвижном счетчике (u) - сканирование предварительно наход т максимум интенсивности отражени от плоскостей {h jk|-ji--) подложки.-После этого перед счётчиКом устанавливаетс узка щель и вращением счетчика при неподвижном образце определ ют положение, соответствующее максимуму интенсивности рассе ни . При большой ширине кривой качани , обусловленной неоднородностью межплоскостных рассто ний, при неподвижном счетчике с узкой щелью регистрируют кривую качани и по положению ее максимума определ ют угол поворота образца, соответствующий установленному положению счетчика. Така схемка позвол ет резко снизить ширину кривой качани и повысить точность определени угла поворота образца. Зафиксировав отвечающие наибольшей интенсивности углы поворота образца и счетчика, аналогичную процедуру провод т дл соответствующих кри сталлографических плоскостей эпитаксиального сло (hjkjlj), которые при отсутствии напр жений параллельны плоскост м (h kjflj) подложки. Затем вычисл ют различие в углах поворота образца дл отражений подложки и эпитаксиального сло , привод их к одному значению угла поворота счетчика путем Q - 26 сканировани . Прецизионное определение разницы в углах поворота образца, соответствующей искомой разориентации плоскостей (hjkjlj) и {h,7k(ilj-), производ т путем съемки серйиб- 20 кривых , варьиру положение (Л 29 узкой щели перед счетчиком. Такие съемки позвол ют избежать уширбни , обусловленного разориентировками, а уголThe invention relates to X-ray structural analysis, namely, to regenerative strain measurement of epitaxial layers, and can be used in non-ferrous metallurgy and electronics industries. A known method for determining strains in epitaxial systems based on the bending strength of a bicrystal tlJ This method does not allow determining the residual lattice deformation if the systems at least partially had a stress relaxation process. There is also known a method for determining the deformation in epitaxial systems, which includes irradiating a sample and detecting Bragg reflections for planes r the normal to which the angle V 0 is 90 with the normal to the surface of the sample. Deformations of the crystal lattice are determined by the position of the Bragg reflections from different (hkl) 2J planes. The known method is very laborious and to improve the accuracy of the analysis requires precise recording of reflections with a large Bragg angle b. In addition, because of the tetragonal lattice distortions in elastically stressed epitaxial systems, standard surveys — 9–20 scanning or a Bond-type scheme — cannot be used to analyze them. The aim of the invention is to simplify the method and increase the speed of the analysis. This goal is achieved by the fact that according to the method of determining elastic deformation in epitaxial systems, including sample irradiation, recording Bragg reflections for planes, the normal to which makes an angle V О -90 ° with normal to the surface of the sample, a series of Q - 20 curves for reflections is recorded equally oriented in the unstressed state of the crystallographic planes of the film and the substrate, and before registering each subsequent curve, the slit of the counter along the diffraction vector is displaced, the misorientation angle of the crystallographic planes, by the formula (.4V where (G2b and (/ 2U- are measured samples of the angular displacement of the slit, corresponding to a maximum intensity of 9-20 film reflections (1). and substrate (H), and by the amount of misorientation) lattice deformation according to the formula v where EJ. and jj are the crystal lattice deformation of the film and the substrate along the i-th axis of the orthogonal basis, axes 1 and 2 of which lie in the plane of the interphase boundary, 1, and the Poisson ratio of the film and the substrate. The method is based on measuring the misorientation of the crystallographic planes of the film and the substrate, resulting from tetragonal distortions of the crystal lattice caused by macrostrains in the epitaxial system. The method is carried out as follows. - When irradiating a bicrystal mounted on a goniometer, for example,. the X-ray beam is pre-made its standard alignment and is reflected at an angle close to 45 °. Then, rotating the sample around the main axis of the goniometer with a stationary counter (u) —an scan preliminarily finds the intensity of reflection from the (h jk | -ji--) substrate planes. After that, a narrow slit is placed in front of the counter and the counter is determined with a stationary sample. the position corresponding to the maximum scattered intensity. With a large width of the swing curve due to inhomogeneity of the interplanar distances, with a fixed counter with a narrow slit, the swing curve is recorded and the angle of rotation of the sample corresponding to the determined counter position is determined from the position of its maximum. Such a circuit makes it possible to sharply reduce the width of the swing curve and improve the accuracy of determining the angle of rotation of the sample. By fixing the angles of rotation of the sample and the counter corresponding to the highest intensity, a similar procedure is carried out for the corresponding crystallographic planes of the epitaxial layer (hjkjlj), which, in the absence of stresses, are parallel to the planes (hkjflj) of the substrate. Then, the difference in the angles of rotation of the sample is calculated for the reflections of the substrate and the epitaxial layer, leading them to the same value of the angle of rotation of the counter by Q - 26 scanning. A precise determination of the difference in the angles of rotation of the sample corresponding to the desired misorientation of the planes (hjkjlj) and {h, 7k (ilj-) is made by shooting seryib-20 curves, varying the position (L 29 of a narrow slit in front of the counter. caused by misorientations, and the angle
рэзориентации плоскостей пленки и подложки наход т по формуле 4 1/2 (r2ej.-сГ20 ji ), где и {/-26,7 отсчеты углового смещени щели, соответствующие максимальной интенсивности 0-26 рефлекса от пленки (I) и подложки (П).the reorientation of the planes of the film and the substrate is found using the formula 4 1/2 (r2ej.-cG20 ji), where and {/ -26.7 samples of the angular displacement of the slit, corresponding to a maximum intensity of 0-26 reflections from the film (I) and the substrate (P ).
Пример . Проводилс анализ остаточной деформации . в системе Mgg, . Результаты измерений предлагаемым и известным способом () представлены в таблице.An example. A residual strain analysis was performed. in the Mgg system,. The measurement results proposed and in a known manner () are presented in the table.
Дл определени величины известным способом потребовалось при тщательной юстировке регистрировать рефлексы подложки: (008) Си-Кд, 0° ( 135)Cu-Kot, Ч --- 32, (424)Си-К, V 48; (442)Cu-Kv, V 70 j и пленки: (ООДб)Си-К.з, if 0; (2бДО)Си-К Ц) 3-2, (848)Си-К, 4 (884)To determine the magnitude in a known manner, it was necessary, with careful alignment, to register the reflexes of the substrate: (008) Cu-Kd, 0 ° (135) Cu-Kot, H --- 32, (424) Cu-K, V 48; (442) Cu-Kv, V 70 j and films: (OODb) Cu-K.z, if 0; (2BDO) C-C C) 3-2, (848) C-C, 4 (884)
, 4 70. Рентгеносъемка одного образца на дифрактометре требует около 10 ч. С помощью предлагаемого способа углова разориентаци была определена путем оцеплени столика со счетчиком вручную и не потребовалось вообще проведени каких-либо рентгеносъемок. Врем измерений определ етс , в основном, временем поиска рефлекса от одного типа наклонных плоскостей и не превышает нескольких минут., 4 70. The X-ray imaging of a single sample on the diffractometer requires about 10 hours. Using the proposed method, the angular misorientation was determined by cordoning the table with the counter manually and did not require any X-ray imaging at all. The measurement time is determined mainly by the time it takes to search for a reflex from one type of inclined planes and does not exceed several minutes.
Таким образом, по сравнению с известными предлагаемый способ значительно снижает сложность и трудоемкость анализа и повышает его экспрессивность за счет возможности определени напр жений путем экспрессной регистрации лишь одной пары рефлексов пленки и подложки.Thus, in comparison with the known, the proposed method significantly reduces the complexity and laboriousness of the analysis and increases its expressiveness due to the possibility of determining stresses by expressly registering only one pair of film and substrate reflexes.
(26,10)(26,10)
(135) (135)
(848) (424) (848) (424)
(26,10) (135) (26,10) (135)
4 ( 442) 4 (442)
(884) (424) (884) (424)
(848)(848)
18 25 ( 424) 18 25 (424)
(848)(848)
(884) (442)(884) (442)
0,100.10
2,92.9
3,03.0
0,110.11
2,92.9
-0,01-0.01
-0,3-0,3
-0,01-0.01
-0,02-0.02
0,100.10
2,62.6
2,45 2.45
3,1 2,7-2,93.1 2.7-2.9
0,120.12
0,060.06
2,62.6
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802943096A SU1081490A1 (en) | 1980-06-18 | 1980-06-18 | Method of determination of elastic deformation in epitaxial systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU802943096A SU1081490A1 (en) | 1980-06-18 | 1980-06-18 | Method of determination of elastic deformation in epitaxial systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1081490A1 true SU1081490A1 (en) | 1984-03-23 |
Family
ID=20903135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU802943096A SU1081490A1 (en) | 1980-06-18 | 1980-06-18 | Method of determination of elastic deformation in epitaxial systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1081490A1 (en) |
-
1980
- 1980-06-18 SU SU802943096A patent/SU1081490A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Устинов В.М., Захаров Б.Г. Макронапр жени в эпиТаксиальных . структурах на основе соединений А-В г Обзоры по электронной технике. Сер.6 Материалы, вып.4, 1977. 2. Палатник Л.с.. Фукс М.Я., Косевич В.М. Механизм образовани и субструктура конденсированных пленок, М. , Наука, 1972 (прототип). ( 54) * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6219139B1 (en) | Full field photoelastic stress analysis | |
Hauge | Generalized rotating-compensator ellipsometry | |
US4653924A (en) | Rotating analyzer type ellipsometer | |
CN101473212A (en) | Focused-beam ellipsometer | |
JPH054606B2 (en) | ||
US20100103417A1 (en) | Optical Characteristic Measuring Apparatus, Optical Characteristic Measuring Method, and Optical Characteristic Measuring Unit | |
US3797940A (en) | Refractometer with displacement measured polarimetrically | |
US3185024A (en) | Method and apparatus for optically measuring the thickness of thin transparent films | |
SU1081490A1 (en) | Method of determination of elastic deformation in epitaxial systems | |
US3426201A (en) | Method and apparatus for measuring the thickness of films by means of elliptical polarization of reflected infrared radiation | |
GB2087551A (en) | Measurement of path difference in polarized light | |
JPS6042901B2 (en) | automatic ellipse meter | |
KR100389566B1 (en) | Synchronized rotating element type ellipsometer | |
US20110122409A1 (en) | Object characteristic measurement method and system | |
JPH1038694A (en) | Ellipsometer | |
SU828041A1 (en) | Method of measuring monocrystal lattice period | |
US3113171A (en) | Method for polarimetric analysis | |
SU1163227A1 (en) | Method of inspecting elastic deformations of monocrystal wafers | |
EP0736766A1 (en) | Method of and device for measuring the refractive index of wafers of vitreous material | |
SU1744611A1 (en) | Method of determination of curvature radius of atom planes in single crystal plates | |
JP3436704B2 (en) | Birefringence measuring method and apparatus therefor | |
SU974113A1 (en) | Polarimeter | |
SU1442825A1 (en) | Device for measuring angles of prismatic standards | |
JPH0781837B2 (en) | Ellipsometer | |
SU1486923A1 (en) | Method for locating source of acoustic emission |