Способ определения радиуса кривизны монокристаллических пластин

 

Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу. Целью изобретения является увеличение чувствительности, точности и экспрессности. Способ основан на том, что при использовании асимметричного отражения из-за разницы в рефракции рентгеновских лучей дифракционный максимум на образце смещен относительно максимума, полученного от края образца. При этом кривая качания образца, «купающегося в сформированном монохроматором щироком пучке, состоит из двух дифракционных максимумов. Выделяя на образце с помощью щелей две области и получая от них дифракционные максимумы, можно с высокой степенью точности определить расстояние между ними, используя в обоих случаях в качестве репера дифракционный максимум, § полученный от края образца. 1 ил. (Л ю 4 сд ;о О5 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1245968 А1 (51) 4 G 01 N 23/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬЙ,"-:Дм т, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3851842/24-25 (22) 06.02.85 (46) 23.07.86. Бюл. № 27 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт кристаллографии им. А. В. Шубникова (72) В. В. Лидер (53) 548.06(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 920480, кл. G 01 N 23/207, 1980.

Кио С. 1., Vanier P. Е. and Billello J. С.

Residual Strain in Amorphous Silicon Films

measured by Х-Ray Double Crystal Topography. J. Арр!. Phys, 1984, 55, 375. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИУСА

КРИВИЗНЫ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ

ПЛАСТИН (57) Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу. Целью изобретения является увеличение чувствительности, точности и экспрессности. Способ основан на том, что при использовании асимметричного отражения из-за разницы в рефракции рентгеновских лучей дифракционный максимум на образце смещен относительно максимума, полученного от края образца. При этом кривая качания образца, «купающегося» в сформированном монохроматором широком пучке, состоит из двух дифракционныx максимумов. Выделяя на образце с помощью щелей две области и получая от них дифракционные максимумы, можно с высокой степенью точности определить расстояние между ними, используя в обоих случаях в качестве репера дифракционный максимум, полученный от края образца. ил.

1245968

Формула изобретения

sing((— sin20, хо х„

Изобретение относится к рентге.ноструктурному анализу и может быть использовано для неразрушающего контроля напряжений в монокристаллических пластинах.

Цель изобретения — увеличение чувствительности, точности и экспрессности определения радиуса кривизны монокристаллических пластин.

На чертеже показана схема предлагаемого способа.

Схема содержит систему щелей С: неподвижную щель 1 и подвижную щель II (11i и 11 — положение подвижной щели соответственно при первой и второй записи кривой качания), счетчик рентгеновских квантов Р, кристаллическую пластину К, источник рентгеновского излучения И и кристалл-монохроматор М.

Суть метода заключается в том, что из-за разницы рефракции рентгеновских лучей на образце и на его крае с помощью регистрирующей системы удается получить кривую качания, состоящую из двух дифракционных пиков, один из которых (получаемый от края) является репером, а смещение другого (полученного от выбранной области образца) может быть использовано для определения радиуса кривизны образца.

Разделение кривой качания на два пика связано с тем, что при падении сколлимированного пучка на образец под малым скользящим углом образец находится в асимметричной геометрии дифракции (брэгговский и лауэвский), à его край — в геометрии дифракции, близкой к симметричной

Лауэ-дифракции. Поэтому дифракционный пик, отраженный от образца, будет смещен за счет рефракции рентгеновских лучей относительно цикла, соответствующего его краю. Величина этого смещения р будет тем больше, чем меньше угол скольжения х =-0 — : 8=- .

2з1пф

Для того, чтобы дифракционные максимумы, полученные от образца и его края, надежно разрешались, необходимо, чтобы угловой интервал между ними был много больше полуширины кривой качания идеального образца:

sing((sin20.

Хи

Для определения радиуса кривизны образца в случае дифракции на прохождение перед счетчиком устанавливаются две щели.

Первая (неподвижная) пропускает дифрагированный пучок, идущий от края образца, вторая (подвижная) — от выбранной области образца. В случае дифракции на отражение на пучок, дифрагирова нный на краю образца, накладывается пучок, дифрагированный от области, прилегаюгцей к краю образца. Поэтому для экранирования этой области щель устанавливают перед образцом. Делаются две последовательные записи кривых качания образца, которые

10 !

З0

55 отличаются положением второй щели. Подвижная щель может быть заменена двумя неподвижными, которые при записи кривых качания поочередно перекрывают. Если образец изогнут, то смещение второй щели приводит к изменению углового положения дифракционного пика, при этом положение первой щели остается неизменным, что соответствует неизменности углового положения реперного пика. Радиус кривизны определяется соотношением

R

IPSE — Р

Чувствительность метода дается выражением

Э

Яччкс др 7 где D — размер образца;

Л вЂ” точность измерения величины — р2.

Если 0:=: 5 cM, AP = 0,2, То Дчакс =

= — 500 км, что более чем на порядок превышает чувствительность известного способа.

Другим достоинством предлагаемого способа является его высокая точность: для ее обеспечения требуется лишь плавность поворота образца в ограниченном интервале углов, а в известном способе необходима точная фиксация углового положения образца во время съемок, что предъявляет очень высокие требования к качеству механики системы поворота образца. Кроме того, способ отличается экспрессностью (он не связан с фотографическим процессом), особенно в случае измерения радиуса кривизны, не превышающего несколько километров, так как в этом случае можно ограничиться одной записью кривой качания.

Способ может быть использован для экспрессного контроля кривизны монокристаллических пластин в лабораториях НИИ н промышленных предприятиях.

Способ определения радиуса кривизны монокристаллических пластин, в котором на образец направляют сформированный монохроматором широкий пучок рентгеновских лу ей, выводят образец в отражающее положение для выбранной системы кристаллографических плоскостей, определяют положение дифракционных максимумов, зарегистрированных от двух областей образца, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, точности и экспрессности, на образец направляют пучок под скользягцим углом ф, отвечающим условию где хо и x„соответственно нулевой и л-й члены Фурье — разложег.;я диэлектрической проницаемости образца;

O. — угол Брэгга, 1245968 где L—

Р! Р2

Составитель Т. Владимирова

Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная. 4

Редактор Н. Яцола

Заказ 3991/35 снимают кривую качания от одной области образца и его края, затем от второй области и того же края образца и определяют радиус кривизны R образца по формуле

R= — — —-I Р1 Р2! расстояние между выбранными областями на образце; угловой интервал между дифракционными максимумами, полученными от образца и его края при первой и второй записях кривых качания.