Способ определения параметров поверхностного слоя реального монокристалла Советский патент 1987 года по МПК G01N23/20 

1

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью дифракции рентгеновских лучей, точнее к измерению параметров нарушенного поверхностного слоя монокристалла.

Цель изобретения - повышение зкс- прессности способа, а также уточнение значения его интегральной интенсивности.

На чертеже представлена схема ди- фракции в обратном пространстве.

Исследуемый монокристалл устанавливают на трехкристальный спектрометр в положении (п,-п, п) между крис таллом-монохроматором и кристаллом- анализатором, облучают параллельным монохроматическим пучком рентгеновского излучения, дифрагированного на кристалле-монохроматоре, вращают исследуемый монокристалл и кристалл- анализатор вокруг оси, перпендикулярной плоскости дифракции, снимают кривую его дифракционного отражения, измеряют ее параметры: интегральную интенсивность и полуширину, определя- ют изменение периода решетки в нарушенном слое и его толщину;-при этом кривые дифракционного отражения снимаются при совместном вращении исследуемого монокристалла и кристалла- анализатора с соотношением скоростей 1:2, а интегральная интенсивность определяется из соотношения

1

R - к. - г г

ot

(1)

где N - число импульсов,Q - угловая скорость вращения

исследуемого монокристалла; 1 - падающий на монокристалл .

пучок рентгеновского излу- чения;

2 - эффективность кристалла-анализатора.

Измерения позволяют построить ди- фракционный профиль, параметры которого определяются только изменением периода решетки в нарушенном слое и его толщиной, за один цикл измерений. Используя выражение (1), мож- но вычислить интегральную интенсивность полученного дифракционного профиля.

Наиболее наглядно реализация пред- лагаемого способа может быть представлена на схеме дифракции в обратном пространстве (см.чертеж). Изменение углового положения исследуемого моно5

Ш

-- . ь

20

25

. 0

0

- с в3039132

кристалла ot соответствует на дайкой схеме повороту вектора обратной решетки b на угол oJ, вокруг нулевого узла обратной решетки. Вращение кристалла-анализатора на угол Я чает повороту вектора дифракции К„ вокруг центра сферы Эвальда на угол|3. Как видно из чертежа, при повороте исследуемого монокристалла на угол Л и кристалла-анализатора на конец дифракционного вектора К и вектора обратной решетки b пересекаются на сфере Эвальда, что соответствует динамической дифрации на областях когерентного рассеяния для данного углового положения исследуемого монокристалла. Таким образом, проводя измерения в режиме совместного вращения исследуемого монокрис- ; талла и кристалла-анализатора с соотношением Скоростей 1:2, можно, записать динамический профиль дифракционного отражения, параметры которого определяются только видом распределения периода решетки в нарушенном слое и его толщиной.

Пример. Построение дифракционного, профиля полупроводников оТго монокристалла кремния, отражение (III) и опред еление его параметров: интегральной интенсивности и пбл ширины.

Исследованной проводились на трех- кристальном спектрометре в положении (1,-1,1), где исследуемый монокристалл кремн ия устанавливается между ассиметричными кристадлом-монохрома- тором (bj -0,018) и кристаллом-анализатором (,2). Излучения , Си К2 СА 1,54А), вертикальная расходимость рентгеновского излучения 4 X .

Трехкристальный спектрометр настраивается на максимальное пропускание, при этом исследуемый монокристалл и кристалл-анализатор последовательно выводятся в положение максимального отражения. Совместно вращая указанные кристаллы с соотношением скоростей 1:2, выводят их из отражающего положения, а затем прописывают дифракционный профиль в том же режиме сканирования кристаллов, но в обратном направлении, регистрируют интенсивность и полуш1арину. Согласно выражению (1) определяют интегральную интенсивность R, Построенные дифракционные профили имели полуширину, равную 7,9 угл.с, а рс1ссчитанная по

30

35

формуле (1) интегральная интенсивность составила 40,2 рад. Время измерения согласно данному изобретению составило 0,5 ч,

Предлагаемый способ позволяет по- высить экспрессность определения параметров дифракционного профиля и определить уточненные значения парамет- ров интегральной интенсивности,а следовательно, и более точные значения пара- метров нарушенного слоя монокристалла. .Уточнение толщины нарушенного слоя,возникающего, например, в результате нарезания полупроводниковых пласопределении глубины технологичесйо- го стравливания.

Ф о р м у л а изобретения

кристалла, заключающийся в том, что исследуемый монокристалл устанавливают на трехкристальньж спектрометр между кристаллом-монохроматором и кристаллом-анализатором, направляют на него пучок монохроматического рентгеновского излучения, дифрагированного на кристалле-монохроматоре, вращают исследуемый монокристалл и кристалл-анализатор вокруг осей, перпендикулярных плоскости дифракции, снимают дифракционный профиль, измеряют его параметры, по которым определяют изменение периода решетки в нарушенном слое и его толщину, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности способа, вращение исследуемого монокристалла и кристалла-анализатора осу- Способ определения параметров по- 20 сЧ ствляют совместно с соотношением скоростей 1:2.

У

верхностного слоя реального моно

кристалла, заключающийся в том, что исследуемый монокристалл устанавливают на трехкристальньж спектрометр между кристаллом-монохроматором и кристаллом-анализатором, направляют на него пучок монохроматического рентгеновского излучения, дифрагированного на кристалле-монохроматоре, вращают исследуемый монокристалл и кристалл-анализатор вокруг осей, перпендикулярных плоскости дифракции, снимают дифракционный профиль, измеряют его параметры, по которым определяют изменение периода решетки в нарушенном слое и его толщину, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности способа, вращение исследуемого моноf H

Редактор А.Долинич

Заказ 1302/44Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Составитель Т.Владимирова О Техред А.Кравчук Корректор Е.Рошко

Изобретение относится к исследованию материалов с помощью дифракции рентгеновских лучей. Цель изобретения - повышение экспрессности способа. Предложен способ, позволяющий построить распределение по углам мозаик в нарушенном слое реапьг ного монокристалла и выделить из интегральной кривой качания исследуемого монокристалла ту ее часть, физическое утирание которой определяется только изменением периода решетки в исследуемом слое, а рост интегральной интенсивности - его толщиной. Способ реализуется на трех- кристальном спектрометре в положении (п,-п,п.) в режиме совместного вращения исследуемого монокристалла и высокоразрешающего кристалла-анализатора с соотношением скоростей 1:2. 1 ил. (Л