SU1226209A1

SU1226209A1 - Рентгенографический способ вы влени дефектов структуры кристаллов

Info

Publication number: SU1226209A1
Application number: SU843722306A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Афанасьев; Рафик Мамед Оглы Имамов; Эльхан Мехрали Оглы Пашаев; Вера Ивановна Половинкина
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Кристаллографии Им.А.В.Шубникова
Priority date: 1984-04-09
Filing date: 1984-04-09
Publication date: 1986-04-23

Abstract

Изобретение относитс к Области исследовани реальной структуры монокристаллов методом рентгеновской типографии . Способ позвол ет вы вл ть -дефекты структуры в тонких приповерхностных сло х пор дка долей микрона. Исследуемый кристалл вывод т в положение дифракционного отражени в геометрии Лауэ дл плоскостей, отклоненных от нормали к поверхности на угол 3-5&deg;. Далее поворачивают кристалл вокруг вектора дифракции до положени , при котором падающий и отраженный рентгеновские пучки обра- .зуют малые углы с его входной поверхностью при сохранении услови дифракции дл тех же кристаллографических плоскостей. Дифрагированный пучок при этом выходит с входной поверхности кристалла и фиксируетс на фотопленке в виде штриха. Благодар многократному уменьшению длины экстинкции на топограмме фиксируетс изображение тонкого приповерхностного сло пор дка долей микрона. 2 ил. с 1р (Л N:) to а tsD

Description

1

Изобретение относитс к рентгенографическим методам вы влени дефектов структуры реальных кристаллов и может быть использовано в технологии изготовлени полупроводниковых прибо ров дл неразрушающего контрол дефектов ст.руктуры в тонких (пор дка долей микрона) приповерхностных сло х на различных стади х обработки полупроводниковых пластин (эпитакси- альное наращивание, ионна имплантаци ,, диффузи и т.п.)

Целью изобретени вл етс получение изображени дефектов структуры в тонких приповерхностных сло х крис талла.

Предлагаемый способ благодар мно гократному уменьшению длины экстинк- ции позвол ет вы вл ть дефекты структуры в тонких приповерхностных сло х толщиной пор дка долей микрона и применим к кристаллам, у которых кристаллографические плоскости с простыми индексами, обычно используемыми в рентгеновской топографии, отклонены от нормали к поверхности на малый- угол. Такими объектами вл ютс широко примен емые в микроэлектронике полупроводниковые пластины Si, Ge, GaAs, вырезанные под углом 3-5° к плоскост м, перпендикул рным оси роста кристалла.

На фиг. 1 представлена схема хода лучей и поворота кристалла; на фиг. 2 - схема регистрации дифрак- ционной картины.

Способ реализуетс следующим образом .

Исследуемый кристалл ориентируют в положение дифракционного отражени в геометрии Лауэ дл семейства плоскостей, отклоненных от нормали N к поверхности кристалла на угол с (фиг. 1, положение кристалла I), Здесь R Т дифрагированный и прошедший рентгеновские пучки. Далее кристалл поворачивают вокруг вектора дифракции К на угол ,

-2cfsin6g, при котором падаю-

ший и отраженный Кд. рентгеновские пучки образуют малые углы и Ф с входной поверхностью при сохранении услови дифракции от того же семейства кристаллографических плоскостей (положение кристалла II на фиг. 1). Падающий пучок от острофокусного источника коллимируетс

5 fO

226209

гориЗ Энтальной ,

I

и вертикальной щел ми. Вследствие коне-чного размера вертикальной июли S и малого yrj ca падени на кристалле засвечиваетс полоска ЛВ , длина которой

-{

и

определ етс размером щели величиной угла падени , а ширина полоски АВ определ етс размером горизонтальной щели S,. Дифрагированный пучок выходит с входной поверхности кристалла и фиксируетс на фотопленке в виде штриха АВ (фиг, 2),, Таким образом, по предлагаемому способу рентгеновской типографии реализуетс брэгговска дифракци от лауэвских плоскостей, отклоненных на малый угол от нормали к поверхности кристалла.

При дифракционном отражении рентгеновских лучей в стандартной брэг- говской дифракции на фотопленке регистрируетс изображение дефектов структуры кристалла на глубине пор дка длины экстинкции Lg, :

2 л

Lex 24yy;7/k/x,b/, О )

где |д и направл ющие косинусы падающей и дифрагированной волн;

I 21Г

к.- ---, -длина волны используемо- (1

го излучени ;

модуль действительной . части Фурье-компоненты пол ризуемости.

Из выражени (1) следует, что уменьшение величины подкоренного выражени приводит к уменьшению длины экстинкции. Углы падени и отражени 9 св заны соотношением 9|, Ф, -2 fsine,, (2) где 0g - брэгговский угол выбранного отражени ,

При выполнении услови p ZifsinSf, реализуетс схема дифракцин в геометрии Лауз,, а при Р « 2(f sinSg - в геометрии Брэгга. В реальных услови х эксперимента следует учитывать наличие вертикальной расходимости падающего излучени и тот факт, что величина д ограничена со стороны больших углов переходом в геометрию Лауз.

В результате при дифракции в скольз щей геометрии благодар многократному уменьшению длины зкстинкции на топограмме фиксируетс изображение тонкого приповерхностного сло толщиной долей микрона. Например , в сл)гчае дифракционного отражени в скольз щей геометрии дл (.220)-отражени от кремни на СиК„излучении при ср 3,8° , а i 1 ,5°,

ex

0,136 мкм, в то врем как в стандартной брэгговской геометрии дл того же отражени L 2,16 мкм.

Линейное разрешение предлагаемого способа такого же пор дка, как и в традиционных методах рентгеновской топографии, составл ет 5-10 мкм. Дефекты структуры про вл ютс на топо- граммах област ми как повышенной, так и пониженной интенсивности.

Таким образом, преимуществом предлагаемого способа вл етс вы вление дефектов структуры приповерхностных слоев толщиной пор дка дес тых долей микрона в стандартных полупроводниковых пластинах, у которых кристаллографические плоскости с малыми индексами, обычно используемыми в рентгеновской топографии, отклонены от нормали к поверхности кристалла на малый угол, в то врем как известные способы рентгеновской топографии не позвол ют отличать дефекты структуры вблизи поверхности от дефектов в объеме кристалла.

Кроме того, в микроэлектронной промьшшенности широко примен ютс

12262094

полупроводниковые пластины, кристаллографическа геометри которых позвол ет легко реализовать предлагаемый рентгенографический метод.

Claims

Формула изоб р-е тени

Рентгенографический способ вы влени дефектов структуры кристаллов,

заключающийс в том, что исследуемый кристалл облучают коллимированным рентгеновским пучком, вьшод т в отражающее положение и фиксируют дифракционную картину на фотопленку,

отличающийс тем, что, с целью получени изображени дефектов в тонких приповерхностных сло- х, в качестве отражающих плоскостей выбирают плоскости, отклоненные

от нормали к поверхности на малый угол 3-5 , кристалл вывод т в отражающее положение так, чтобы падающий Рд И отраженный Р рентгеновские пучки составл ли скольз щие углы

с входной поверхностью кристалла при у.словии

Р, Ф,-2срз1пеБ, где ОБ - угол Брэгга.

Фиг.1

Фотопленка