Устройство для рентгенотопографических исследований монокристаллов

 

(!9) О !) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

)!5!) G О! N 23/20.

ГОСУДАРСТОЕИИЫЙ HGMHTET СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 ) 3671572/24-25 (22) 05.!2 83 (46) 30.05185. Бюл. В 20 (72) К.Т.Аветян, С,A.Àí÷àðâõÿí, А.Л.Ишецян и А..С.Аракелян (71) Ордена Трудового Красного Зна-. мени Ереванский государственный университет

{53) 548;733(088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР

° 1-61!142, кл. G 01 N 23/20, 1978.

2. Тезисы докладов Всесоюзного .совеирния "Визуализация рентгенодифракционных иэображений дефектов в кристаллах" 10-16 октября !983.

;Цахкадэор, Ереван, с. 9 {прототип).. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОТОПОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ МОНОКРИС;ТАЛЛОВ, содержащее источник рентге: новского излучения, расположенные симметрично относительно оптической оси устройства два зеркала полного . внешнего отражения;.неподвижные дер жатель исследуемого монокристалла и,. рентгеновский виднкон,. средства перемещения источника относительно дер- жателя и. видикона телевизионный тракт с видеоконтрольным устройством, подключенный к выходу видикона, о т л и-ч а io щ е е с я тем, что, с целью расширенйя функциойальньпс воэможностей, зеркала полного внешне. го отражения выполнены плоскими и установлены на средствах перемещения источника с воэможностью юстировки их угловых положений и плоскопараллельного перемещения перпендикулярно оптической оси устройства.

1!58909

45 цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройетва;

Изобретение относится к ренггеноструктурному анализу, а именно к устройствам для рентгенотопографических исгледований монокристаллов со. сред ствами визуализации топографических 5 изображений.

Известно устройство для рентгенотолографических исследований монокристаллов, содержащее источник рентгеновского излучения, держатель исследуемого монокристалла, рентгеновский видикон, средства перемещения источника относительно держателя и . видикона, которые установлены неподвижно, телевизионный тракт с видео- 15 контрольным устройством, подключенный к выходу видикона fl), В этом устройстве невысок коэффициент использования излучения ис-. точника, поскольку с помощью щелево- 20 го коллиматора вырезается очень узкий пучок, угловая ширина которого не превышает угловую область дифракции излучения .исследуемым монокрис-. таллом, для некоторых типов види- 25 конов интенсивность первичного пучка недостаточна для качественной визуализации. Все это снижает эффективность топографических исследований. 30

Наиболее .близким к предлагаемому является устройство для рентгенотопографических исследований, содержащее источник. рентгеновского излучения, расположенные симметрично относительно оптическсй оси устройства два зеркала полного внешнего отражения,держатель исследуемого монокристалла, рентгеновский видикон, средства перемещения источника относительно неподвижных держателя и видикона, телевизионный тракт с видеоконтрольным устройством, подключенный к выходу видикоиа. В этом устройстве используются параболические зеркала, в фокусе которых расположен источник излучения. Это позволяет исследовать быстропротекающие процессы от более широкой области монокристалла (2j..

Однако эта схема с нараболическими зеркалами не позволяет варьировать положениями пучков, падающих на поверхность монокристалла, т ° е. изменять схему работы устройства.

Поставленная цепь достигается тем, что в устроистве для рентгенотопографических исследований монокристаллов, содержащем источник рентгеновского излучения, расположенные симметрично относительно оптической оси устройства два зеркала полного внешнего отражения, неподвижные держатель исследуемого образца и рентгеновский видикон, средства перемещения источника относительно держателя и видикона,. телевизионный тракт. с видеоконтроль" ным устройством, подключенный к выходу видикона, зеркала полного внешнего отражения выполнены плоскими и установлены на средствах перемещения источника с возможностью юстировки их угловых положений и плоскопараплельного перемещения перпендикулярно оптической оси уст-, ройства.

На фиг. 1 показана схема устройства, на фиг. 2 и 3 — варианты прохождения излучения через исследуемый монокристалл.

Устройство для рентгенотопографических исследований монокристаллов содержит источник 1 рентгеновского излучения с точечным фокусом, два зеркала 2 и 3 полного внешнего отражения, платформу 4, на которой установлены источник 1 и зеркала

2 и 3, держатель 5 исследуемого монокристалла 6, рентгеновский видикон 7, телевизионный тракт 8 и видеоконтрольное устройство 9, Платформа

4 установлена с воэможностью линейного перемещения перпендикулярно к оптической оси устройства. Каждое из зеркал 2 и 3 установлено с возможностью юстировки углового положения относительно оптической оси 10 (направления распространения центрального луча от источника 1) и их плоскопараллельного перемещения перпендикулярно к оптической оси 10.

Механизмы для выполнения движения платформы 4 и зеркал 2 и 3 сами по себе общеизвестны, В качестве зеркал 2 и 3 полного внешнего отражения используют стеклянные пластины с нанесенной пленкой серебра толщиной О, 2 мкм, что позволяет работать в угловом диапазоне полного

Э внешнего отражения до 3 10 рад при коэффициенте отражения, близком к единице.

I I 58909

Устройство работает следующим образом.

Пучок рентгеновского излучения от источника l падает на исследуемый монокристалл 6, который выреза- 5 ют своим угловым диапазоном дифрат:— цни полезный первичный пучок. Остальная часть первичного пучка, попадающая непосредственно от источника на монокристалл, не испольэу- 16 ется при формировании дифракционного изображения ° Кроме того, первичное излучение источника l падает под углами полного внешнего отражения на поверхности зеркал 2 и 3, 15 отражается от них и падает на поверхность исследуемого монокристалла 6 под углами, идентичными углам падения центрального полезного пучка 11, в виде боковых пучков 12 и 13. В за- 20 висимостн от установки зеркал 2 и 3, осуществляемой путем регулирования угла наклона к оптической оси 10, расстояния от зеркал до оси 10, можно осуществить различные условия 25 расположения пучков 12 и 13 на поверхности исследуемого монокристалла 6, В показанном на фиг. l варианте имеет место сшивание пучков 11 — 13, s результате чего за монокристаллом

6 образуется сплошной дифрагированный пучок 14 с равномерным распределением интенсивности.

В. другом варианте, показанном на фиг. 2, первичные пучки 11-13 на по35 верхности монокристал;а 6 разделены, в силу чего дифрагированный пучок также разделен на трн отдельных пучка 15-17, каждый из которых соответствует отдельной секционной топограмме.

В третьем варианте боковые пучки .12 и 13 наложены на центральный пучок 11, в результате чего днфрагнрованный пучок 18 содержит центральную зону 19 с удвоенной интенсивностью излучения. Дальнейшее сближение боковых пучков 12 и 13 практически невозможно из-эа условий ра50 боты зеркал 2 и 3. Наибольшее раздвигание пучков 12 и 13. также ограничено.

Указанные варианты комбинирова" ния пучков ll 13. обеспечивают сле55 дующие воэможности.

Вариант со сшиванием пучков наиболее благоприятен при снятии топограмм со всей поверхности моно кристаллов, поскольку одновременнс захватывается излучением трехкратная полезная площадь монокристалла

6, в ревультате чего также улучшаются условия работы видикона с точки зрения требований, прецъявляемых к его запоминающим параметрам.

Второй вариант позволяет исследовать секционные топограммы от pasделенных областей кристалла. Этот вариант может быть особенно полезным при исследовании областей монокристаллов, расположенных в непосредственной близости от поверхности раздела (например, полупроводниковых структур), Третий вариант пригоден при исследовании более толстых кристаллов, когда интенсивность дифрагированного излучения за исследуемым монокристаллом становится меньше пороговой интенсивности для данного видикона. В этом случае удвоен-. ная интенсивность в центральной зоне 19 дифрагированного пучка 18, как правило, достаточна для получения на видиконе качественного изображения, тогда как периферические зоны дифрагированного пучка в формировании.изображения практически не принимают участия.

Получение топограмм со всей поверхности исследуемого монокристал-, ла осуществляется при сканировании платформы 4 с источником 1 и зеркалами 2 и 3 относительно неподвижных монокристалла 6 и видикона 7.

Полученное иэображение наблюдается на экране видеокоятрольного устройства 9 через телевизионный тракз

8. При этом юсгировку зеркал производят также с применением визуализации изображения. В этом случае по изображению на экране видеоконтрольного устройства 9 контролируют точность, регулировки зеркал 2 и З,которую продолжают до появления четкого изображения исследуемой области кристалла.

Изобретение обеспечивает расширение функциональных возможностей эа счет раздельного наблюдения секционных топограмм, расширения диапазона испольэуемыхкристаллов при наложении на центральный пучок боковых пучков при условии смыкания последних, возможно . ности,при прочих равных, использования источника применьших мощностях.

1158909!

158909

Уиа2

УиО

Составитель Т.Владимирова

Редактор Н.Киштулинец Текред Т.Иаточка.

Корректор С.йекмвр

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул..Нроектная, 4

Заказ 3578/43 Тираа 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открмтий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5