Способ измерения периода решеткимонокристаллов

 

(ц 82804I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.06.79 (21) 2786319/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. К . б 01N 23/207

Гесударствеииый комитет (53) УДК 548.734 (088.8) ио делам изобретеиии и открытий (72) Авторы изобретения

М. В. Ковальчук, Э. К. Ковьев и Р. М. Имамов

Институт кристаллографии им. А. В. Шубникова (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРИОДА РЕШЕТКИ

МО НО КР И СТАЛ Л О В

Изобретение относится к области рентгеноструктурного анализа, а более конкретно — к эталонным дифрактометрическим способам измерения периода решетки монокристаллов.

Известен способ измерения периода решетки монокристаллов, заключающийся в том, что на исследуемый кристалл направляют одновременно два монохроматических рентгеновских пучка под разными брегговскими углами и регистрируют угловые положения максимумов дифрагированного исследуемым монокристаллом излучения (11.

Этот метод позволяет исключить ошибки, связанные с установкой нулевой точки отсчета углов при регистрации дифракционных максимумов.

Вместе с тем известный способ не обладает высокой точностью из-за регистрации 2о дифрагированного на различных системах отражающих плоскостей исследуемого монокристалла излучения, что вносит определенную ошибку в результаты измерений.

Наиболее близким техническим решением 25 к изобретению является способ измерения периода решетки монокристаллов, заключающийся в том, что монохроматизированный рентгеновский пучок одновременно направляют на исследуемый и эталонный мо- 30 нокристаллы таким образом, что на эталонный монокристалл падают первичный и дифрагированный исследуемый монокристаллом пучки, производят поворот эталонного монокристалла и регистрируют угловые положения экстремумом в распределении интенсивности рентгеновского излучения при дифракции первичного и дифрагированного исследуемым монокристаллом пучков на эталонном монокристалле (2).

В этом способе используют тонкие эталонные монокристаллы для того чтобы поглощение первичного пучка в нем было незначительно. При этом регистрируют угловые положения эталонного монокристалла во время поворота, в которых имеют место минимумы в интенсивности дифрагированного исследуемым монокристаллом пучка, обусловленные последовательной дифракцией первичного и дифрагированного исследуемым монокристаллом пучков на противоположных поверхностях эталонного монокристалла.

Недостатками известного способа являются ограниченный класс исследуемых монокристаллов, что обусловлено необходимостью использования весьма тонких монокристаллов, которые не всегда могут быть приготовлены, а также недостаточно высокое разрешение, обусловленное возможно828041

ЗО

60 стью наложения обоих дифракционных минимумов.

Последний недостаток, однако, не носит принципиального характера, поскольку в известном способе можно регистрировать дифракционные максимумы при дифракции первичного и дифрагированного исследуемым монокристаллом пучков на противоположных поверхностях эталонного монокристалла с помощью независимых систем регистрации.

Цель изобретения заключается в том, чтобы расширить класс исследуемых объектов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения периода решетки монокристаллов, заключающемся в том, что монохром атический рентгеновский пучок одновременно направляют на исследуемый и эталонный монокристаллы таким образом, что на эталонный монокристалл падают первичный и дифрагированный исследуемым монокристаллом пучки, производят поворот эталонного монокристалла и регистрируют угловые положения экстремумов в распределении интенсивности рентгеновского излучения при дифракции первичного и дифрагированного исследуемым монокристаллом пучков на эталонном монокристалле, производят разделение первичного монохроматического пучка на две части с помощью выреза в эталонном монокристалле, захватывающего часть сечения первичного пучка.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Рентгеновский пучок от источника излучения монохром атизируют путем отражения от кристалл-монохроматора 1 и направляют на исследуемый монокристалл 2. При этом эталонный монокристалл 3 с вырезом

4 расположен так, что рентгеновские лучи, отраженные монохроматором 1, прежде, чем попасть на поверхность исследуемого монокристалла 2, частично проходят через вырез 4 эталонного монокристалла 3.

В результате показанного выполнения эталонного монокристалла 3 падающий на него пучок разделяется на две части по высоте, причем верхняя часть пучка, отражаясь от монокристалла 3, формирует двухкристальную кривую отражения, регистрируемую счетчиком 5, а нижняя, пройдя через вырез 4 в монокристалле 3 и отразившись от кристалла 2, регистрируется счетчиком 6 в виде трехкристальной кривой отражения. Если межплоскостные расстояния монокристаллов 2 и 3 различны, то различны и соответствующие им брегговские углы

0 =,6 Озв . Тогда при повороте вблизи среднего значения угла дифракции счетчики 5 и 6 зарегистрируют кривые отражения для пучков А и В. Эти кривые соответствуют различным угловым положениям монокристалла 3. Записывая по точкам или непрерывно на диаграммной ленте каждую кривую отдельно, можно зафиксировать ее угловое положение. Зная угловое расстояние между кривыми, по известной формуле легко определить значение Лд, /Й.

Данный способ не накладывает никаких ограничений на величину измеряемого значения Л4,ai/d, поскольку каждая из измеряемых кривых записывается на лентах двух различных самописцев и можно точно определить ее угловое положение. Для совмещения полученных кривых в угловой шкале на диаграммной ленте обоих потенциометров в процессе измерения синхронно наносят метки. Совмещая кривые по углам с помощью меток, можно легко определить необходимый угловой интервал ЛО, даже в случае сильного перекрытия кривых.

Предложенный способ быстро и точно позволяет сравнить межплоскостные расстояния любых монокристаллов. Толщина используемых кристаллов и коэффициент фотоэлектрического поглощения практически могут быть любыми, поскольку измеряемые кривые брэгговского отражения имеют большую интенсивность.

Способ может найти широкое применение при анализе структурного совершенства монокристаллического сырья, используемого в производстве полупроводниковых приборов.

Формула изобретения

Способ измерения периода решетки монокристаллов, заключающийся в том, что монохроматический рентгеновский пучок одновременно направляют на исследуемый и эталонный монокристаллы таким образом, что на эталонный монокристалл падают первичный и дифрагированный исследуемым монокристаллом пучки, производят поворот эталонного монокристалла и регистрируют угловые положения экстремумов в распределении интенсивности рентгеновского излучения при дифракции первичного и дифрагированного исследуемым монокристаллом пучков на эталонном монокристалле, отличающийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых монокристаллов, производят разделение первичного монохроматического пучка на две части с помощью выреза в эталонном монокристалле, захватывающего часть сечения первичного пучка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СШЛ Ке 3816747, 250 — 276, опублик. 1974.

2. Лвторское свидетельство СССР

Хе 441487, G OliU 23/20, 1973 (прототип), 82804i

Составитель К. Кононов

Корректоры: О. Силуянова и Н. Федорова

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Утехина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 727/13 Изд. № 302 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская иаб., д. 4/5