Способ определения полярности кристаллических структур

 

Изобретение относится к области электронной техники, преимущественно к электронно-зондовому анализу материалов , и может быть использовано при контроле структуры монокристаллических веществ. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей определения полярности нецентросимметричных кристаллов благодаря осуществлению локального анализа , в том числе образцов на подложках . Сущность способа состоит в том, что на поверхность ориентированного образца направляют электронный луч последовательно изменяя угол падения пучка в пределах не менее t20g, где 9g- брегговский угол отражения для выбранной отрая.ающей плоскости и . энергии используемого электронного пучка. Одновременно регистрируют поток эмиттируемых из объекта электронов . Полученное распределение интенсивности имеет два минимума вблизи ± бц, в которых значения интенсивности различны, что позволяет установить полярность кристалла. 2 ил. (С (Л 00 4 О 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 13741()6 А1

yg 4 G 01 N 23/20

1 у . ю ь

М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4108113/31-25 (22) 16.06.86 (46) 15.02.88. Бюл. N - 6 (71) Ленинградский политехнический институт им. М.И. Калинина (72) В.В. Макаров и О.А. Подсвиров (53) 621.386(088.8) (56) Маделунг О. Физика полупроводниковых соединений 3 и 5 групп. — М.:

Мир, 1967, с.477.

Bratman О. Alexander Е., Franke1 В.S Kalman Z.Н., Steinber-, ger I.Т. Polar properties of ZnS

crystals and the anomalous photovoltage effect. — J.Appl. Phys. 1964, v.35, 0 6, р.1855-1860.

Warekois Е.P. Metier P.Í. Х-ray

method for the determination of 1111I

surfaces in A@ В semiconductor

compounds.-J.Appl.Phys, 1959, ч.30, Ф 7, р. 960-962, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛЯРНОСТИ

КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР (57) Изобретение относится к области электронной техники, преимущественно к электронно-зондовому анализу материалов, и может быть использовано при контроле структуры монокристаллических веществ. Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей определения полярности нецентросимметричных кристаллов благодаря осуществлению локального анализа, в том числе образцов на подложках. Сущность способа состоит в том, что на поверхность ориентированного образца направляют электронный луч последовательно изменяя угол падения пучка в пределах не менее +28 где

9 - брегговский угол отражения для выбранной отрав.ающей плоскости и энергии используемого электронного пучка. Одновременно регистрируют поток эмиттируемых из объекта электронов. Полученное распределение интен — (, ф сивности имеет два минимума вблизи

+ 8, в которых значения интенсивности различны, что позволяет установить полярность кристалла. 2 ил.

<Р

1374106

Изобретение относится к электронной технике, преимущественно к электронно-зондовому анализу материалов, и может быть использовано при контро5 ле структуры монокристаллических веществ.

Целью изобретения является расширение круга объектов и повьппение производительности способа. 1О

На фиг.1 приведена схема устройст ва для осуществления, предлагаемого способа; на фиг.2 — кривые зависимости тока неупруго отраженных электронов от угла падения первичного пучка 15 на полярный монокристалл.

Предлагаемый способ основан на явлении асимметрии ориентационной зави симости интенсивности потока вторичных электронов в случае полярных кристаллов, которое заключается в неравенстве интенсивностей этого потока для положительного и отрицательного брэгговских углов дифракции первич. ного пучка электронов на плоскостях, перпендикулярных полярной оси. При этом эффект асимметрии наблюдается как для возбужденных в кристалле вторичных электронов, так и для упруго и неупруго отраженных электронов зондирующего пучка. Энергия первичных электронов не является критичной и может составлять единицы-десятки килоэлектронвольт. Варьирование энергии35 в указанных пределах позволяет изменять глубину зондирования объекта в диапазоне единицы-десятки нанометров. !

Устройство для определения поляр- 4О ности криСталлов включает вакуумную камеру 1, электронную пушку 2, исследуемый объект 3, коллектор 4 вторичных электронов 5, магнитную отклоняющую систему 6 с блоком 7 питания, 45 блок 8 измерения токов и регистрирующее устройство 9. Отклоняющая система 6 позволяет изменять угол падения

9 луча на образец (траектории 10 и

11), а также перемещать луч по поверхности.

Пример. Экспериментальное определение ориентации монокристалла гексагонального карбида кремния, в котором полярной осью является кристаллографическое направление (0001 ) .

Поверхность образца ориентируют по плоскости (1010), качение элект« ронного луча производят в плоскости (1120), проходящей через полярную ось, измеряемым сигналом служит ток неупруго отраженных от кристалла электронов.

Приведенные на фиг.2 зависимости

I (8)(12 и 13) получены при энергии луча 10 кэВ и соответствуют двум положениям кристалла, отличающимся поворотом на 180 вокруг нормали к поверхности. Для кривой 12 значения 8 > 0 соответствуют отклонению пучка от нормали в сторону кремниевой грани кристалла, а 8 0 — в сторону углеродной. Кривые Х (8) асимметричны относительно 6 =0 причем при отклонении луча в направлении кремниевой грани минимум на зависимости Х (e) получается менее глубоким, чем при отклонении в противоположном направлении.

Это различие позволяет определять ориентацию полярной оси и идентифицировать полярные грани кристаллов.

Формула изобретения

Способ определения полярности кристаллических структур, заключающийся в том, что поток зондирующего излучения направляют на объект под углом дифракции этого излучения на кристаллографических плоскостях, перпендикулярных полярной оси, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения круга объектов и по- вьппения производительности способа, производят сканирование пучка электронов по углу падения О в пределах не менее +28, где 8 -. угол Брэгга, регистрируют поток эмиттированных из объекта электронов и полярность структуры определяют по различию распределения интенсивностей этого потока в интервалах углов -2 8 6 < 8 и +20 п ) 8 + 8» при этом грань, состоящую из более тяжелых атомов, определяют по большему значению интенсивности в минимуме кривой распределения.

1374106

4 У, град

Фиай

Составитель Е. Сидохин

Редактор А. Лежнина Техред И.Верес Корректор М.Максимишинец

Заказ 567/39 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предпрйятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4