SU1622803A1 - Способ определени степени нарушенности поверхности или объема монокристаллических пластин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к рентгенографическим неразрушающим способам определени  степени нарушенности монокристаллов. Цель изобретени  - повышение экспресс- ности и упрощение метода определени  степени совершенства поверхности или объема монокристаллов. Степень нарушенности кристалла определ етс  путем измерени  разности между шириной дифрагированного на образце в дисперсионной геометрии монохроматического пучка синхротронного излучени  и шириной коллимирующей щели, установленной на рассто нии, обеспечивающем требуемое разрешение степени нарушенности образца . Новым в способе  вл етс  то, что степень нарушенности определ етс  путем одного измерени  ширины дифрагированного пучка. 2 ил., 1 табл.

Description

сл

с

Изобретение относитс  к рентгенографическим неразрушающим способам определени  степени нарушенности монокристаллов.

Целью изобретени   вл етс  упрощение способа и повышение его экспрессно- сти.

На фиг.1 схематически показано взаимное расположение кристаллов, пучков, кол- лимирующей щели и регистратора дл  осуществлени  предлагаемого способа в геометрии Брэгг-Брэгг; на фиг.2 - то же, в геометрии Брэгг-Лауэ.

Сущность способа заключаетс  в следующем .

Пучок синхротронного излучени  1 кол- лимируетс  с помощю пр молинейной щели 2 шириной h0, установленной на рассто нии L h + 2 + з, от входной поверхности регистрирующего устройства двухкристального спектрометра, последовательно отражаетс 

от кристалла монохроматора 3, изготовленного из образца с высокой степенью совершенства , и исследуемого образца 4 и измер етс  расширение поперечного размера дифрагированного от исследуемого монокристалла пучка в плоскости 5, перпендикул рной оси дифрагированного пучка, Полученна  разность Д h между шириной коллимирующей щели h0 и шириной дифрагированного пучка h определ етс  формулой

о

fO

э

00

о

OJ

.

где Ј иЈ2 соответственно ширины кривых качани  кристалла монохром торл и исследуемого образца;

L- рассто ние от коллимирующей щели до детектора, измер ющего поперечный разрез дифрагированного пучка.

Так как степень нарушенности кристалла определ ет ширину кривой качани , то измеренна  величина Ah пр мо пропорциональна е + к 2 , соответственно, количеству дефектов в исследуемом кристалле, есл,, е 1 уже измерено независимым методом и дл  всех исследуемых образцов не мен етс . К примьру, если вз ть рассто ние L. равное 100 м, а изменение величины кривой качани  исследуемого образца относительно эталона 0,5 то изменение Ah составит величину мм. Так.как расширение щели на 0,1 мм легко может быть изме- рего, то соответственно изменение ка на величину -0,05  витс  разрешением предлагаемого способа.

Использование синхротронного излучени , имеющего лкую диаграмму направленности , высокую интенсивность, равномерность интенсивности в плоскости орбиты, позвол ет создавать узкие, прот женные в горизонтальной плоскости щелэ- вые пучки, перекрывающие диаметры полупроводниковых кремниевых шайб, служащих в качестве основного материала дл  создани  элементов современной электроники . Перемещение исследуемого монокри- сталла в плоскости, совпадающей с кристаллографической плоскостью, без изменени  угла дифракции позвол ет сканировать всю поверхность кристалла и получить информацию о структурном совершенстве всего кристалла.

При установке двухкристальчого (п, +п) спектрометра в геометрии Брэгг-Брэгг получаетс  информаци  о структурном совершенстве приповерхностного сло  кристалла (фиг.1). При установке спектрометра в геометрии Брэгг-Лауэ получаетс  информаци  о структурном совершенстве объема кристалла (фиг.2), Мала  величина коэффициента поглощени  /j при аномальном прохождении рентгеновских лучей позвол ет в геометрии Брэгг-Борман получать информацию о структурном совершенстве монокристаллов в несколько дес тков миллиметров .

П р и м е р. С использованием предлагаемого способа в лабораторных услови х на пучки синхрогронного излучени  электронного синхротрона провод т исследова- ни  степени нарушенности монокристаллов кремни  и германи . Исследовани  провод т с помощью двухкристального (п, +п) спектрометра, собранного на основе стандартного гониометра ГУР-5 на длине волны

,52А.

В качестве нарушенных образцов используют монокристаллы германи  с примесью атомов Ga, As, Си в концентрации 10ia ат/см3 и монокристаллы кремни  с

наличием ростовых дислокаций и с поверхностью , прошлифованной абразивными порошками различней зернистости (7,20,50 мкм).

Moi-юхромртор двухкристального спектрометра изготовлен из совершенного монокристалла Si (III). Рассто ние от коллимирующей щели до регистратора ширины дифрагированного пучка - 8 м. Ширина коллимирующей щели ho 0,5 мм.

В таблице представлены результаты исследовани  степени нарушенности поверхности и объема образцов монокристаллов Si и Ge с помощью предлагаемого способа (ширина коллиматора h0 0,5 мм).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  степени нарушенности поверхности или объема монокристаллических пластин, включающий облучение образца коллимированным с помощью пр молинейной щели монохроматическим пучком синхротроиного излучени , регистрацию дифрагированного от образца излучени  в плоскости дифракции и анализ полученных данных, отличающийс 

   тем, что, с целью упрощени  способа и повышени  его экспрессное™, исследуемиЗ кристалл устанавливают в дисперсионную геометрию дифракции, измер ю ширину дифрагированного от образца пучка, сравнивают эту ширину с шириной щели коллиматора и по разности этих величин суд т об относительной степени нарушенности кристалла .

   фиг.1