Способ определения однородности кристаллографических характеристик материалов и структур

 

Изобретение относится к электроннозондовым методам определения кристаллографических параметров материалов и структур с использованием структурного контраста при каналировании электронов. Цель изобретения - усиление структурного контраста. Для этого на образец подают потенциал с величиной, обеспечивающей изменение брэгговского угла на величину, не меньшую угловой полуширины линии каналирования электронов, в каждой точке образца измеряют количества отраженных электронов при подаче на образец потенциала и без него и на основе разности измеренных количеств формируют картину структурного контраста от образца. 1 ил. s Ј

СОЮЗ COSETCMX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 3 G 01 N 23/203

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС! ВУ

О фь

О

Ф

00 (21) 4785272/25 (22) 23.01.90 (46) 07.01,92. Бюл. Q 1 (71) Ленинградское научно-производственное обьединение "Гранит" (72) А.H.Eôèìîâ, Е.Г.Иванов, В.B.Ëó÷èíèí, В.Ю.Флоринский и П.А.Павленко (53) 539.27(088.8) (56) Физический энциклопедический словарь./ Под ред. А.М.Прохорова. — М.: Сов. энциклопедия, 1984, с. 637.

Практическая растровая электронная микроскория./ Под ред. Дж. Гоулдстейна.—

М.: Мир, 1978. с. 175-185.

Микроанализ и растровая электронная микроскопия./ Под ред. Ф.Мориса. — М.:

Металлургия, 1985. с. 311.

Изобретение относится у. локальным методам определения кристаллографических параметров материалов и структур и может быть использовано для целей определения однородности кристаллографических характеристик материалов, используемых в микроэлектронике.

Техническая задача — создание способа определения однородности структурно-кристаллографических параметров с высокой локальностью (большим и оостранственным разрешением).

Задача определения однородности кристаллографических характеристик монокристаллического образца возникает в ряде областей науки и техники, в частности при контроле качества монокристаллов для мик, 5U 1704048 А1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОДНОРОДНОСТИ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ И СТРУКТУР (57) Изобретение относится к электроннозондовым методам определения кристаллографических параметров материалов и структур с использованием структурного контраста при каналировании электронов.

Цель изобретения — усиление структурного контраста. Для этого на образец подают потенциал с величиной, обеспечивающей изменение брэгговского угла на величину, не меньшую угловой полуширины линии каналирования электронов, в каждой точке образца измеряют количества отраженных электронов при подаче на образец потенциала и без него и на основе разности изме- Я ренных количеств формируют картину структурного контраста от образца. 1 ил. роэлектроники и при изучении взаимосвязи условий возникновения монокристалла и его дефектности.

Известен способ определения однородности структурно-кристаллографических характеристик монокристаллического образца — рентгеновская топография. Осуществляя дифракцию рентгеновских лучей в кристаллах, регистрируют дифракционное изображение кристалла — топограмму, расшифровывая когорую получают информацию. об однородности структурно-кристаллографических характеристик кристалла. Недостатком этого с пособа является низкое пространственное разрешение. не лучше одного микрона,,: .-.элес бл )з.нм к и,;;;..-„.-: .. ).,у гвляе1ся способ определе)!ия однородности

ypI:cTàëë0) рафических хар-I;TQpwcT!t):, в KO" —.:00..1,:cг ользуется зф,,0).; ):; а.сл!.рсоания

3. ектронов. В известном ct;ocoÑQ сблучают л:.онокр)1сталлический образец сфокусирооа»),ым разве,-,нутым о раст„" h;0:10з).ергет! Ii;k.t пучксм электронов, причсм угол между каким-либо семейством кристаллографических плоскостей и электронным пучком устанавл.)вают близким к брзгговскому, и регистрируют число отраже) )ных электроноо как функцию положения пу-I):G. Локальное изменение кристаллографических характеристик образца вызывает измене:..П3 )псла отраженных электронов, Таким образом определяют од))сродность кристаллографических хара ктеристи): образца.

Гпостранстсснное разрешен);е cocToE,".1QT

ilQ t,cIIQQ 0,01 мкм.

1 .. .",) Статк)1 !1 ioccTI, 0 с :с" 3 ."лю га; ct) о том, ITo контр" l за счет ка)-;а;.ир;.=:;«!13! электроноо очень t. à;, пззтсл, для

Qro наблюдения необходи).iî примен.""ть методы обработки сигнала, г .и с:сцие контраст. Существующие методы обработки сигнала, повышающие контраст (подавление постоя))ной состав, я ощей, д!1ч q.QpQíöikðo)3àkièQ), одинаксво усилива)T Qce виды ко»траста, что = позвсляет выделить ко)г1раст за счет каналирования электронов на фоне более с!)ль1)ых в!1дов кo)ITpacTa (так! х, как топогра, . -=-Ск)1» или

):=iп раст за счет атомного нол ера).

„-.) CI 0 );0kITP„."Стг.

Г «CTBDПЕннал ЦЕль;,Эот))гаЕтсл там,,,, ) :-к в 11«c cTI ), сп."„==;". Сс.-.,::эт об . :Ц, iio CTÅÎ "Е))))).- 1 О С,.ЭГ! ., 01«3 С "ЭЖЕ) ) л ) - )- . ° ),,- — 1, . . °, -::- .1 .а.к;,.",; -0,) c 0 .;Г эг), ) рс)ис1Г! >",Уют

-. Ст).эгn cr),"cc5a,,гля ка;.,-,С)! -" образца !)з)10ряется рззност) ";="IG отракен; з, =-к-- -!))0)3, испуьце)) нык г;;.!1 подаче k)a

) ." элскт(.", еск" го floTQ " .:;.-,а, дс=-;o I)Ioro для изме«3;)ия угла Брзгга, на селич;):,. ) с t еньшу)0, )ем уг;ээая и".;у; );;,)1)1а э,! кана,",.сва)))1я злек: I c «оо, 11 ч)1слд

КТ-.0;,-L-,11CÏÓÃ4Q)l)4ÖÕ;- -.- ГЭ.-":))1 10)вf), аnQ )Ia cFра ец. Тс, чт-,;« "«с, браг. -;Ского угла должно бы-ь не л1еньше сс.- .за.) О с пр!,су)"!и)1,",oc" 0-;;))е, . »евно-беЛЬМ КО»траCTCh.. ДЛя; 0. )Тогь, абЛЮдатЬ

l, 1QIIQiIl1Q ч!1сл отраженных электронов, 3)сп3с,снных обрсз,00 пр): невыполнении ,с;.эо!)я Брэгге, достаточно и-. Снить угол -;„=.ãtà kI;l оел:;-;««y, cooTQQ Tcòcóic.1) 0 угло5

35 ,0

55 сой IJ, ;-;1) е "че,",нсй" или равнсй ей "белсй" ча.ти линии каналирооания.

Сущность предлагаемого изобретения с

Тс )ки 3pQII:lkl пост=-:лсн))ой цеги закл)очается в следующем. Необходимым услооием реализации известного способа является регистрация малых изменений числа отраж kit)k!x электроноо, вызвачных эффектом каналирооания электронов.

На чертеже приведена схема реализации способа.

Образец помещают о микроскоп 1.

В каждой точке образца 2 (см. чертеж) измеряют разность количества отраженных электронов при невыполнении условий

Брэгга и при его выполнении. Нарушение условия Брэгга осуществляют изменением длины волны электронов путем подачи электри "еского потенциала i I a образец 2. Таким образом. все изменение количества отраже.): ь:х з Q) Tpo)IO)3 будет обусгоолено только ).рпстгллограф,)ческим контрастом осле, тс!10 эффекта каналирсоания электроноо. Контраст за счет атомного номера и топографический контраст практически не зависят от энергии электронов, падающих на образец 2. Следовательно, эти виды контраста будут подавлены.

Пример, Получение разностного сигнала.

Обозначим отклик образца 2, имеющего потенциал Ui, через F(V1). Тогда потенциалу

02 соотве-ствует отклик F(V2). Значения V2 и 01 выбраны такими, что изменение энерги 1 зада) . j )õ зле:;тронов достаточно для соот=:тстоующегс i зменения угла Брэгга

«- величинy большу)о, «eh1 угловая полуши,". ) ) а л и, ; к а ) ) а л ); р 0 в а н и я 3ii Q K T p 0 ° I 0 B. E сл); ) 0;.аса-.ь «а сбразец прямоуг=льные

;.t t0л;;т>Э, L2 — 01,! частстай fo, ---:;-т)1)ч;.. "..;; ал Г(0г) — F(U;) гегко „Qг! с" -, тся си»хроннь!м детектором 5.

l;cc.-,;;, е) ) o"Ã:;;àcoö поместили в растровый л.!1:роскоп 1 !РЭ,"Л-100У). Генератором 7, с;;нх онизир=ванным с с!1нхронным детекто;: . 5. на образец 2 подавали прямоугол . е;;л)пуль.".ы амплитудой 100 В и частотol,<,=10 Гц. Пог,езный сигнал снимали с Q)-J -," -. -с;,=-; . отраженных электро»о,;:С;:- -:;; CQÃII;T! )3)I),)),1 П ОД, "IIËИТЕ ле .1 л . —,аоал)1« l синхронный детсктор 5, С ХОД-I от Рo 0 CI F). ÝË ПОСТУ иал НQ Q!1ДЕ

Око т-.or.ü)IOQ устрсйстоо 6.

=ЭНЕ)«, )1 П ..С=СДЕ.)Ы 1ЗМЕ--.-."))ИЯ P

0 .сыч).эл1, ре:Ф:!)л1е бс подачи !1) пу Ibco)3 потенц! ала. В качестве образца использооался каГб»ид кремния с хоро.3.0 развитым поверхностным рельефом. Ускоря)ощее напря;.: ние U =40 кВ, ток зонда l3 =-0,5 мкА, 01 = 0 t:-. U2 = 100 В, f = 10 кГц. В обычном

1704048

Составитель В.Флоринский

Техред М.Моргентал Корректор Н. Кучерявая

Редактор Е. Папп

Заказ 58 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина. 1О1 режиме сильнораэвитый топографический рельеф делает линии каналирования практически незаметными, тогда при подаче импульсов потенциала и формирования разностного сигнала они четко различимы.

При подаче нэ образец импульсов, амплитуда которых меньше.100 В, наблюдалось снижение контраста линий каналирования.

В том случае, когда амплитуда импульсов превышала 100 В, контраст оТ кристаллической структуры не увеличивался.

Формула изобретения

Способ определения однородности кристаллографических характеристик материалов и структур, заключающийся в облучении исследуемого образца сфокусированным моноэнергетическим пучком электронов в режиме растровой развертки при установке угла между выбранным семейством кристаллографических плоскостей и пучком электронов, блиэким к брэгговскому углу, и измерении количества

5 отраженных электронов как функции положения пучка, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью усиления структурного контраста, нв образец подают потенциал для изменения 3HSpllcN электронов, достаточный для

10 изменения брзгговского угла на величину, на меныиую угловой полуаирины линии кэналирования злектроноа, в каждой точке исследуемого образца измеряют количества отраженных электронов урн подаче íà об15 раэец потенциала и без иего и на основе разности измеренных количеств формируют картину структурного контраста от исследуемого обрвзцф.

Способ определения однородности кристаллографических характеристик материалов и структур Способ определения однородности кристаллографических характеристик материалов и структур Способ определения однородности кристаллографических характеристик материалов и структур 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области анализа поверхности твердого тела методом спектроскопии рассеяния медленных ионов (СРМИ)

Изобретение относится к области физических методов контроля процессов вакуумной тонкопленочной технологии и может использоваться для контроля конденсации молекулярного пучка проводящего вещества на диэлектрическую подложку

Изобретение относится к области физических методов исследования твердых тел, а более конкретно к спектроскопии рассеяния медленных ионов, используемой для структурного, элементного, концентрационного и физико-химического анализа поверхности твердого тела

Изобретение относится к физическим методам исследования поверхности твердого тела, в частности методам обратного рассеяния ионов, и может использоваться для изучения адсорбционных явлений

Изобретение относится к экспериментальной и технической физике и может быть использовано при исследованиях структуры тверда1Х тел в материаловедении и технологии обработки материалов

Изобретение относится к методам исследования поверхности твердых тел с помощью электронных пучков и может быть использовано для проведения количественных измерений элементного состава поверхности методами ожеспектроскопии , рентгеновского микроанализа , фотоэлектронной спектроскопии
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в машиностроении для контроля состояния и класса обработки поверхности изделий

Изобретение относится к устройствам для обнаружения объектов, скрытых в замкнутых объемах на железнодорожном транспорте, в частности для обнаружения вредных веществ в вагонах, и может быть использовано на контрольно-пропускных пунктах пограничных железнодорожных станций

Изобретение относится к медицине, а именно к лучевой диагностике состояния костной ткани, и может быть использовано при определении таких заболеваний, как остеопороз и остеопатия

Изобретение относится к горной автоматике , а более конкретно к способам и устройствам автоматического контроля качества угля на ленте конвейера, и может быть использовано на углеобогатительных фабриках, коксохимзаводах, шахтах, тепловых электростанциях, угольных разрезах
Наверх