Способ исследования структурного совершенства монокристаллов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

549 А (3% <И>

g g G 01 N 23/20

3",. «ч

«!:;, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOAOf СВИДЕП":ЛЬСТЕЦУ!

«3

° «

««

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3375500/18-25 (22 ) 28,12,81 (46) 15.08.83. Бюл. М 30

f72 ) П. А. Безирганян и Г,Г,Аветисян (71) Ереванский ордена Трудового .Красного Знамени государственный университет (53) 539.12«043(088,8 1 (56 ) 1.Пинскер 3. Г. Динамическое рассеяние рентгеновских лучей в идеальных кристаллах, И., "Наука", 1974, с. 281-293, 2. Авторское свидетельство СССР и 8 17552, кл, G 01 N 23/20, 1978 . (прототип ) .. (54 )(57 ) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНОГО СОВЕРШЕНСТВА ИОНОКРИСТАЛЛОВ, зэкпючающийся в том, что рен1геновский пучок пропускают через идеальный и исследуемый монокристаллы,установленные друг аа другом по ходу рентгеновского пучка, причем рентгеновский пучок направляют под углом

Вульфа-Брзгга к выбранной системе кристаллографических плоскостей идеального монокристалла и регистрируют дифракционную картину за исследуемым монокристаллом, по которой судят о

его структурном совершенстве, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности, исследуемый монокристалл устанавливают за идеальным монокристаллом на расстоянии, меньшем расстояния пространственного разделения дифрагированных идеальным монокристаллом пуч- 4Q ков, и выбирают отражающие плоскости, соответствующие отражениям порядка выше первого разрешенного отра- ю жения от выбранной системы кристалло- графических плоскостей. ! «

1035489

Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу и предназначено для исследования структурного совершенства монокристаллов, например полупроводниковых. 5

Известен способ исследования структурного совершенства монокристаллов рентгеновскими интенференционными методами, заключающийся в том, что монохроматический пучок рентгеновского ®0 излучения направляют на трехблочный интерферометр, состоящий из трех параллельных толстых кристаллических пластин, средняя из которых разделена на две части, причем одна из этих 15 частей является исследуемым монокристаллом, а вторая представляет собой идеальный монокристалл, регист"., рируют распределение интенсивности в дифрагированных третьим . по ходу 20 ,рентгеновского пучка монокристал лом пучках, по которому судят о наличии дефектов в исследуемом монокристалле 1 ).

С помощью такого интерферометра 25 можно с высокой точностью измерять решеточные повороты, изменения межплоскостных расстояний, фиксировать дефекты, приводящие к искажению ин-. терференционных полос . 30

Недостатком данного способа является сложность изготовления трехблочного интерферометра, обусловленная высокой точностью, с которой должны выдерживаться толщины всех трех монокристаллов, расстояния между ними и их взаимное угловое положе" ние (строго параллельное у . Практи-. чески это возможно сделать только путем изготовления интерферомет" 40 ра из отдельного монокристалличес кого блока, что снижает, если не исключает вообще возможность использования этого метода для контроля реальных монокристаллов используе- 45

У ! . мых для производства полупроводниковых приборов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ исследования структурного совершенства монокристаллов, 50 заключающийся в том, что рентгеновский пучок пропускают через идеаль™ ный и исследуемый монокристдллы,уС» тановленные друг за другом по ходу рентгеновского пучка, причем рентге- 55 новский пучок направляют под углом

Вульфа-Брэгга к выбранной системе кри сталлографических плоскостей идеального монокристалла и регистрируют дифракционную картину за исследуемым монокристаллом, по которой судят о его структурном совершенстве 1.23.

В известном способе повышение чувствительности достигается за счет дифракционного увеличения получаемой дифракционной картины эа исследуемым объектом (монокристаллом ) с помощью более. толстого совершенного монокристалла.

Однако известный способ не позволяет исследовать незначительные нарушения кристаллической решетки исследуемого монокристалла.

Цель изобретения - повышение чувствительности способа, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу исследования структурного совершенства монокристаллов, заключающемуся в том, что рентгеновский пучок пропускают через идеальный и исследуемый монокристал лы„ установленные друг. за другом по ходу рентгеновского пучка, причем рентгеновский пучок направляют под углом Вульфа-Брэгга к выбранной системе кристаллографических плоскостей идеального монокристалла и .регистрируют дифракционную картину эа исследуемым монокристаллом, по которой судят о его структурном совершенстве, исследуемый монокристалл устанавливают за идеальным монокристаллом на расстоянии, меньшем расстояния пространственного разделения дифрагированных идеальным монокристаллом пучков, и выбирают отражающие плоскости, соответствующие отражениям порядка выше первого разрешенного отражения от выбранной системы кристаллографических плоскостей, На чертеже дана рентгенооптическая схема предлагаемого способа.

Способ реализуют следующим образом.

Первичный пучок монохроматического рентгеновского излучения 1 направляют на идеальный монокристалл 2, на котором он, подвергается дифракции. по Лауэ, разделяясь на два пучка 3 и 4, ширина которых опреде" ляется толщиной кристалла 2 и углом падения пучка 1. На расстоянии, меньшем расстояния пространственного разделения пучков 3 и 4, от монокристалла 2 установлен исследуемый1035489 Составитель А. Головин

Редактор В.Кавтун Техред Т.Маточка Корректор Г. Решетник

Заказ 5822/44 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб ., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

3 монокристалл 5, в результате чего в зоне 6 этого монокристалла имеет мес- то"взаимодействие дифрагированных

/ идеальным монокристаллом 2 пучков 3

:и 4 ° Размеры области взаимодействия

6 зависят от. расстояния между кристаллами 2 и 5. В результате такого взаимодействия прошедшие через исследуемый монокриствлл 5 пучки 3 и 4 (эти пучки по существу не идентичны 10 пучкам, дифрагированным идеальным мо- . нокристаллом 2, но распространяются они в том же направлении, в силу чего условно принимается,что это одни и те же пучки, и. сохраняется их у обозначение ), несут интерференционную картину, по которой можно судить о структурном соверщенстве исследуемого монокристалла 5.

Пример .. В качестве пробной щ исследована вырезанная из единого монокристалла система, показанная на чертеже. -С помощью известных методов

s монокристалл 5 вводят микронарушения. Толщины монокристаллов 2 и 5 д выбраны равными 3 мм, а толщина щели

4 между - ними 300 мкм. Кристалличесl кая система изготовлена из монокристалла кремния. Используется излучение Мо К,1.

Рентгеновский пучок. направляют под углом .Вульфа-Брэгга к системе отражающих плоскостей (1,1,о). При срав- нении дифракционных картин видно, что при .отражении от плоскостей (220 ) (порядок первого разрешенного отражения от указанной системы отражающих плоскостей ) интерференционная картина состоит из практически параллельных интерференционных линий, по которым нельзя выявить нарушения структуры, тогда как при отражении от плоскостей (440 ) интерференционные линии искривлены, т .е. несут информацию о дефектах структуры исследуемого монокристалла 5.

Аналогичная картина получена и для системы отражающих плоскостей (1 1,1 ) при использовании отражений от плоскостей(111 ) (первое раз, решенное отражение для данной системы плоскостей) и (333).