Устройство для исследования совер-шенства структуры монокристалли-ческих слоев

 

Союз Советскми

Социелмстмчесммх

Республик

ОП ИСДНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()800836 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.03.79 (2l ) 2731193/18-25 (5 I ) M. Кл.

С 01 М 23/20 с присоедннением заявки М

3ЬеудерстееннмМ кемнтет

СССР ав делам нзебретеннй

N Ртнрмтнй (23) Приоритет (53) УДК548.73:

:543.53 (088.8) Опубликовано 30.01.81. Бюллетень 344

Дата опубликования описания 30.01.81

А. М. Афанасьев, В. П. Болдырев, P. М. Имамов, Э Ф Л

72) Авторы (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВЕРШЕНСТВА

СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СЛОЕВ

Изобретение относитс:я к аппаратуре для анализа тонких монокристаллических слоев методом возбуждения вторичной эмиссии из исследуемого слоя с помснцью рентгеновского излучения.

Известно устройство для исследоания монокристаллических слоев, содержащее источник излучения, кристалл-монохроматор, установленные в вакуумной камере держатель с исследуемым образцом и детектор вторичной эмиссии, детектор отраженного or поверхности исследуемого образца монохроматического пучка.

Монохроматизированный peнтгеновский пучок источника направляют на образец в области углов полного внешнего отражения и регистрируют изменение выхода вторичной эмиссии в зависимости от угла падения возбуждающего пучка на образец 111.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для исследования совершенства структуры монокристаллическик слоев, содер2 жащее источник излучения, кристалл-монохроматор, установленные в вакуумном корпусе держатель иссследуемого образца и детектор вторичной эмиссии с поверкности образца, детектор дифрагированного образцом излучения. В этом устройстве существует возможность измерения угловой зависимости выхода вторичного излучения с поверхности образца в условия к брэ гговской д ифракци и в озбуждающе го рент геновско го пучка (21 .

Недостатком указаннык устройств является их конструктивная сложность, связанная с необходимостью использовенйя вакуумной камеры, в которой устанавливают держатель образца и детектор вторичной эмиссии с поверхности образца, Это требует использования сложных вакуумнык электрических вводов, специальной гониометрической головки для наклонов вакуумной камеры и т. д. Кроме того, устройства характеризуются громоздкостью, ограниченными функциональными возможностями, поскольку в ник можно исследо836 4

Устройство работает следующим образом.

3 800 вать образцы только в относительно узком угловом диапазоне, определяемом экранированием первичного и дифрагированного пучков детектором вторичной

Ф эмиссии, устанавливаемым по возможности близко к поверхности образца.

Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение функциональных воэможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исслецования совершенства структуры монокристаллических слоев, содержащем источник излучения, кристалл-монохроматор, держатель исследуемого образца, цетектор вторичной эмиссии с поверхности образца и детек Fop дифрагированного образцом излучения, детектор вторичной эмиссии выполнен в виде газонаполненной камеры со стенками, прозрачными для рентгеновского излучения, снабженной электродами, причем внутри укаэанной камеры расположен держатель исследуемого образца, который представляет собой один из электродов камеры.

При этом газонаполненная камера содержит два нитевых электрода, расположенных по разные стороны от держателя образца, который установлен с возможностью перемещения относительно электродов.

На фиг. 1 с хема тически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2гаэонаполненная камера.

Устройство содержит источник 1 излучения, коллектор 2, блок 3 монохро матора, имеющего один или цва кристалламонохроматора, детектор вторичной эмиссии в виде газонаполненной камеры 4 с находящимся в ней держателем образца, установленной на гониометрической головке главного гониометра 5, и детектор 6 дифрагированного образцом излучения.

Камера 4 представляет собой объем 7, внутри которого расположены держатель с образцом 8, нитевые электроды 9 и

10. Держатель с образцом с помощью устройства 11 может перемещаться относительно электродов. Камера также имеет два штуцера 12, служащих цля ввоца и вывода газовой смеси, наполняющей объем, и два окна 13, прозрачных для рентгеновских лучей. Напряжение подается на держатель с образцом и один из электродов 9 или 10, что соответствует исслецованию образца при брэгговской или лауэвской дифракции (на просвет) .

Предварительно коллимированное и Мо нохроматизированное рентгеновское излучение падает под брэгговским углом на исследуемый образец 8, расположенный внутри камеры 4, которая установлена на гониометрической головке главного гониометра 5. При этом происходит вторичная эмиссия, например, фотоэлектроны внешней фотоэмиссии вылетают иэ кристалла непосрецственно в газовую смесь, ионизируя ее. Возникающие при ионизации в газе заряженные частицы благодаря приложенному между кристаллом и электродом напряжению собираются и регистрируются в виде полезного сигнала, оптимальная величина которого регистрируется выбором расстояния между поверхностью кристалла и нитью путем перемещения кристалла.

При повороте гониометрической головки с камерой и кристаллом вблизи точного значения угла дифракции регистрируется кривая распределения интенсивности выхода вторичной эмиссии в зависимости от изменения угла пацения лучей на кристалл. Детектор, одновременно измеряющий интенсивность дифрагированных исследуемым кристаллом лучей через прозрачные для рентгена окна камеры, фиксирует при этом обычную кривую цифракционного отражения.

Конструкция камеры универсальна— она позволяет измерять угловые зависимости интенсивности вторичного излучения как цля случая брэгговской дифракции, так и для случая лауэвской дифракции. С этой целью с двух торцовых сторон камеры 4 сделаны окна 13 и 14, прозрачные для рентгеновского излучения, а внутрь ней введены два электрода

9 и 1 0 (две нити): один — со стороны входной, другОй — со стороны выхоцной (для рентгеновского излучения) поверхности кристалла. Поцавая высокое напряжение между держателем с образцом 8 и первой нитью 9 можно провоцить измерения по схеме брэгговской дифракции, прикладывая напряжение между ними и второй нитью 10 - по схеме лауэвской дифракции. Перемещение держателя с образцом относительно нитей позволяет выбрать оптимальные условия получения информации.

Таким образом, предла гаемое устройство для исследования совершенства структуры монокристаллических слоев позволяет значительно упростить про5 800836 6 цедуру измерения вторичных процессов в ми, прозрачными для рентгеновского изусловиях динамической дифракции и рас лучения, снабженной электродами, причем ширить возможности их исследования эа внутри указанной камеры установлен дерсчет существенного расширения. углового жатель исследуемого образца, который диапазона работы устройства. представляет собой один из электродов камеры.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а—

Формула изобретения ю щ е е с я тем, что газонаполненная камера содержит два нитевых электрода, 1. Устройство для исследования со- 0 расположенных по разные стороны от вершенства структуры монокристалличес- держателя образца, который установлен ких слоев, содержащее источник излуче- с возможностью перемещения относительния, кристалл чонохроматор, держатель но электродов. исследуемого образца, детектор вторичной эмиссии с поверхности образца и Источники информации, детектор дифрагированного образцом из- принятые во внимание при экспертизе лучения о т л и ч а ю щ е е с я тем, !

1. Заявка Франции М 2394798, что, с целью упрощения конструкции и кл. G 01 N 23/20, опублик. 1979. расширения функциональных возможностей, 2. Авторское свидетельство СССР детектор вторичной эмиссии выполнен в О 34 543858, кл. G 01 N 23/22, 1975 виде газонаполненной камеры со стенка- (прототип).

800836

Составитель К. Кононов

Редактор И. Михеева Техред M.Êîøòóðà Корректор С. Шекмар

Заказ 10408/57 Тираж 918 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