SU1532856A1

SU1532856A1 - Способ определени деформаций монокристаллических пластин

Info

Publication number: SU1532856A1
Application number: SU874321878A
Authority: SU
Inventors: Эмиль Вульфович Золотоябко; Евгений Михайлович Иолин; Эрнст Аронович Райтман; Борис Владимирович Кувалдин; Виктор Николаевич Гаврилов; Виталий Александрович Косарев
Original assignee: Институт Физики Ан Латвсср
Priority date: 1987-10-26
Filing date: 1987-10-26
Publication date: 1989-12-30

Abstract

Изобретение относитс к области неразрушающих испытаний материалов и может быть использовано дл контрол малых деформаций монокристаллических пластин полупроводниковых материалов. Цель изобретени - расширение области применени способа дл измерени малых деформаций. Это достигаетс возбуждением в пластине поперечной ультразвуковой акустической волны на частоте, превышающей пороговое значение, завис щее от скорости звука в материале, с различными амплитудами колебаний и измерением дополнительно к измерению интенсивности отраженного рентгеновского или нейтронного излучени при отсутствии колебаний зависимости интенсивности от амплитуды с последующим определением деформаций по величине производной от этой зависимости. Пластину 5 с шлифованными боковыми поверхнос тми устанавливают так, чтобы она зан ла относительно источника 1 излучени отражающее положение (в геометрии Лауэ). Колебани возбуждают с помощью кварцевого пьезоэлектрического возбудител . Способ позвол ет на 1-2 пор дка повысить чувствительность к деформаци м по сравнению с обычными дифракционными методами исследовани . 1 ил.

Description

Изобретение относитс к области неразрушающих испытаний материалов может быть использовано дл контрол малых деформаций монокристаллических пластин полупроводниковых материалов .

Целью изобретени вл етс расширение области применени способа дл измерени малых деформаций, что достигаетс возбуждением в пластине поперечной ультразвуковой акустической волны на частоте, превышающей проговое значение, завис щее от скорости звука в материале, с различными амплитудами колебаний, и измерением дополнительно к измерению интенсивности отраженного рентгеновского или нейтронного излучени при отсутствии колебаний зависимости интенсивности от амплитуды с последующим определением деформаций по величине производной от этой зависимости .

На чертеже представлена схема установки дл осуществлени способа.

Установка содержит источник 1 излучени , например рентгеновскую трубку или источник нейтронного излучени , формирующие щели 2 и 3 и приемник 4 излучени . Исследуема пластина 5 размещаетс на предметном столе установки.

Способ осуществл ют следующим образом.

Подготовленную дл исследовани пластину 5 с шлифованными боковыми поверхност ми-, одна из которых подвергнута финишной химико-механической полировке, устанавливают на предметный стол установки так, чтобы она зан ла относительно источника излучени отражающее положение (в геометрии Лауэ). На полированную поверхность пластины устанавливают с помощью в зкой жидкости, например эпоксидной смолы без отвердител , кварцевый пьезоэлектрический возбудитель колебаний (на чертеже не показан ). Пластину 5 облучают колли- мированным пучком рентгеновского или нейтронного излучени , например , имеющим поперечное сечение 0,05 2 мм, измер ют приемником 4 интенсивность отраженного излучени , затем с помощью возбудител колебаний возбуждают в пластине поперечную ультразвуковую акустическую волну на частоте, превышающей

пороговое значение,, Дл рентгеновского излучени пороговое значение частоты может быть определено по формуле

U

V./,

(1)

где V - скорость звука в материале пластины;

1 - длина экстинкции в направлении оси Z.

Дл нейтронного излучени пороговое значение частоты может быть определено поформуле

Ч

1 УГ

V.- cos 9l;J

(2)

где Vn - скорость нейтрона в материале пластины; в, - угол Брэгга.

ВI

Акустическую волну возбуждают с различными амплитудами колебаний и измер ют зависимость интенсивности I отраженного излучени от амплитуды этих колебаний. Наход т первую производную от этой зависимости по амплитуде, дел т ее на значение интенсивности 1, отраженного излучени при отсутствии колебаний и по этим данным наход т локальный градиент деформаций в данной области пластины 5 по формуле

В 211

U

cos Т

26В 10

Н dl dW

(3)

0

5

0

где В - локальный градиент деформаций ;

частота колебаний в эксперименте;

пороговое значение частоты; толщина монокристаллической пластины; вектор обратной решетки, соответствующий выбранному рефлексу;

нормированное значение производной от интенсивности по амплитуде колебаний. По найденному градиенту деформаций наход т максимальную относительную деформацию по формуле

J - U

т - н ai dw i

55

J Б Т.

(4)

Измерени повтор ют дл других областей пластины 5

Использование способа позвол ет контролировать малые деформации пластины в различных точках ее поверхности с чувствительностью, на 1 - 2 пор дка превышающей чувстви-. тельность способа, в котором используетс дифракци рентгеновского или нейтронного излучени в исследуемом материале, наход щемс в статическом состо нии.

Claims

Формула изобретени Способ определени деформаций монокристаллических пластин, заключающийс в том, что монокристаллическую пластину устанавливают в отражающее положение, облучают колл ми- рованным пучком рентгеновского или

нейтронного излучени , измер ют интенсивности отраженного излучени на различных участках пластины и по значени м интенсивностей определ ют деформации, отличают и и - -с тем, что, с целью расширени области применени способа дл измерени малых деформаций, возбуждают в пластине поперечную ультразвуковую акустическую волну на частоте, превышающей пороговое значение, завис щее от скорости звука в материале пластины, с различными амплитудами колебаний, дополнительно измер ют зависимость интенсивности от амплитуды колебаний и по величине производной от этой зависимости определ ют деформации.