Способ контроля дефектности полупроводниковых и ионных кристаллов Советский патент 1983 года по МПК G01N23/18 

Изобретение относится к неразрушающему контролю материалов и изделий, в частности к способам контроля дефектности полупроводниковых и ионных кристаллов с помощью позитронов и может быть использовано, например для контроля примесной дефектности полупроводников, Известен способ контроля дефектности материалов, включающий облучение контролируемого объекта потоко позитронов, измерение времени жизни позитронов до их .аннигиляции, по результатам которого судят о дефектности объекта tl j. Недостатком способа является низкая чувствительность контроля дефект ности полупроводниковых материалов. Наиболее близким те.хническим решением к предлагаемому является способ контроля дефектности полупроводниковых и ионных кристаллов, включающий облучение контролируемого объекта потоком позитронов и регистрацию параметров аннигилйционного излучения, по которым судят о дефект ности объекта 2 . Однако такой способ характеризует ся низкой чувствительностью контроля дефектности полупроводниковых и ионных кристаллов, что обусловлено низкой вероятностью захвата позитронов дефектами. Цель изобретения - повьш;ение чувствительности . Поставленная цель достигается согласно способу контроля дефектности полупроводниковых и ионных кристаллов, ,выключающему облучение контролируемого объекта потоком позитронов регистрацию параметров аннигиляционного излучения, по которым суДят о дефектности объекта, перед измерением параметров аннигиляционного излучения контролируемый объек облучают потоком легких заряженных частиц, вызывающих изменение зарядо вого состояния дефектов объекта, причем энергия указанных частиц не превышает порог смешения атомов из узлов решетки кристаллов, а доза облучения не превьпиает (2-8 ) 10 см На фиг,1 изображены кривые угловой корреляции аннигиляционных кван тов для необлученных образцов с примесью (кривая 1) и без примеси (кривая 2) на фиг, 2 - то же, для предварительно облученных образцов, Предварительное облучение легкими заряженными частицами контролируемого материала приводит к изменению зарядового состояния положительно заряженных дефектов за счет захвата ими электронов, а также к комплексообразованию радиационных дефектов с дорадиационными дефектами, т.е. к увеличению сечения захва та позитронов.. Эти два процесса ведут к увеличению концентрации позитройчувётвйтельных дефектов. При последующем облучении образца позитронами и измерении параметрой аннигиляиии увеличивается относительное число позитронов аннигилирующих с электронаму в дефектных местах контролируемого образца. Это ведет к изменению функции импульсного распределения аннигилирующих электроннопозитронных пар, что вызывает соответствующие изменения параметров аннигиляции. Это позволяет повысить чувствительность метода контроля дефектности материала. Энергия заряженных частиц для предварительного облучения не должна превышать порог смещения атома из регулярного узла peuieTки контролируемого кристалла. Для ряда бинарных полупроводниковых соединений, таких как ZnS, CdS, CdTe, эта энергия лежит в интервале 115340 КэВ. Величина интервала радиационной дозы электронного облучения выбирается из таких соображений: концентрация дефектов наведенных предварительным облучением должна быть ниже уровня 10 см-, т,е, ниже порога чувствительности метода аннигиляции позитронов; Суммарная концентрация дорадиационных позитрончувствительных дефектов должна превышать порог чувствительности метода аннигиляции позитронов, что и должно обеспечить возможность контроля дефектности на более низком уровне по сравнению с прототипом. Этим требованиям удовлетворяет интервал доз (2-8) Ю -см- , подобранный- экспериментально . Пример. ПРОИЗВОДИТСЯ контроль примесной дефектности образца CdTe, содержащего примесь хлора. Контрольным образцом-эталоном служит безпримесный образец CdTe. Образцы представляют собой плоские пластинки размерами 1 15- 20 мм. Для измерения используют -спектрометр совпадений с разрешающим временем 1 мкс. Источником позитронов служит paQHaKjHBный изотоп активностью -В м Кюри с граничной энергией позитронов равной 540 КэВ. Образцы облучают позитронами и измеряют скорость счета совпадений, соответствующих регистрации двумя детекторами - -квантов с энергией 511 КэВ в зависимости от угла поворота одного из детекторов относительно оси, соединяющей детекторы и проходящей через образец. Полученные кривые углового рс1спределения аннигиляционных квантов (УРАФ) несут информацию об импульсном распределении электронов вещества, которое оказывается чувствительным к наличгйо в нем дефектов. Кривые для

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ И ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ, включающий облучение контролируемого объекта потоком позитронов и регистрацию параметров аннигиляционного излучения, по которым судят о дефектности объекта, о тличающийся. тем, что, с целью повышения чувствительности, перед измерением параметров аннигиляционного излучения контролируемый объект облучают потоком легких заряженных частиц, вызывающих изменение зарядного состояния дефектов объекта, причем энергия указанных частиц не превышает порог смео.ения § атомов из узлов решетки кристаллов, а доза облучения не превышает (Л (2-8)-10- 5см-2. ел to со ел ел