Способ определения микродефектов в монокристаллах Советский патент 1988 года по МПК G01N23/20 

Изобретение относится к области определения реальной структуры монокристаллов и физическому материаловедению и может быть использовано для контроля качества монокристаллов.

Целью предложенного технического решения является расширения функциональных возможностей за счет обеспечения возможности определения количественных характеристик микродефектоя в объеме монокристалла.

На чертеже изображено распространение волн в исследуемом кристалле.

Пример реализации способа.

Исследуемый кристалл кремния освещают волновыми пакетами 1, как показано на чертеже. Эти пакеты формируются, при асимметричном отражении (ААА) от кристалла-коллиматора, из сферических волн, испущенных из источника рентгеновского излучения МоК. Кристалл-коллиматор изготовлен из кремния, коэффициент асимметрии равен АО. ОЫрина волновых пакетов в

10

Слохонской волной идеального кристал ла, и ил фотопластине регистрируется интерференционное изображение микродефекта.

Предложенный способ определения микродефектов в монокристаллах позволяет определить количественные характеристики микродефектов в объеме монокристалла, а именно их тип, ориентацию и размеры. Интерференционные изображения микродефектов, регистрируемые на фотопластине при отклонени исследуемого кристалла на угол, оп ределяемый формулой (1), соответствуют изображениям, возникающим в условиях освещения кристалла падающей плоской волной. В этих условиях ориентация и размеры изображений опре 0 деляются характеристиками микродефек I та. Тип микродефекта (включение, дис локационная петля н т.п.) определяет ся по ориентации изображения: изобра жение включения вытянуто в направле- АО б.З раз превьвпает дпину экстинк- нии вектора отражения, а изображение

ции. В исследуемом кристалле волновые пакеты переносятся двумя блоховскими волнами 2 и 3. Микродефект 4 освещается волной 2, а рожденная при рассеянии на нем волна распространяется в направлении дифрагированной волны, т.е. под углом.Брэгга б к отражающим плоскостям. Интерференционное изображение микродефекта получается, если блоховская волна 3 и волна, рожденная при рассеянии на дефекте попадают в одну и ту же точку 5 на поверхности кристалла. Для выполнения этого условия исследуемый кристалл должен быть отклонен от отражающего положения на угол

Способ определения микродефектов в монокристаллах,включающий облучение исследуемого монокристалла пучком где йб - полуширина динамической кри- рентгеновских лучей, коллиМированным

вой отражения исследуемого кристалла;

t - тол1цина кристалла; . Z - глубина расположения исследуемых дефектов.

При толщине кристалла t « 405 мкм глубине расположения дефектов Z 180 мкм и.полуошрине динамической кривой отражения бв - 0,А8 угл.с определяем требуемое углойое отклонение кристалла: tp 0,10 угп.с. При выполнении УСЛОВИЯ (1) рожденная на мйкродефекте волна интерферирует с

0

Слохонской волной идеального кристалла, и ил фотопластине регистрируется интерференционное изображение микродефекта.

Предложенный способ определения микродефектов в монокристаллах позволяет определить количественные характеристики микродефектов в объеме монокристалла, а именно их тип, ориентацию и размеры. Интерференционные изображения микродефектов, регистрируемые на фотопластине при отклонении исследуемого кристалла на угол, оп ределяемый формулой (1), соответствуют изображениям, возникающим в условиях освещения кристалла падающей плоской волной. В этих условиях ориентация и размеры изображений опре0 деляются характеристиками микродефек- I та. Тип микродефекта (включение, дислокационная петля н т.п.) определяется по ориентации изображения: изображение включения вытянуто в направлении вектора отражения, а изображение

дислокационной петли - под углом к этому направлению. Ориентация дислокационной петли определяется по углу между направлением изображения и направлением вектора отражения: изображение вытянутого вдоль проекции вектора Бюргерса дислокационной петли на плоскость изображения. Избыточный объем микродефекта однозначно оп- ределяется по размеру изображения. По избыточному объему и вектору Бюргерса дислокационной петли определяют размеряя петли.

Формула изобретения

кристаллом - моно:{роматором, установленным в положение, соответствующее асимметричному отражению, и регистрацию пространственного распределения

50 дифрагированного йсследуем 1М монокристаллом излучения на фотопластине при отклонении монокристалла от брэг- говского направления, отличающийся тем, что, с целью расши55 рения функциональынх возможностей за счет определения количественных характеристик микродефектов, в зависимости от глубины Z расположения

3

исследуемых дефектов foнoкpиcтaлл

отклоняют на угол

полуширина динямг fPCKoft кривой отражения исследуемого монокристалла; толщина монокристалля,

Изобретение относится к области определения реальной структуры монокристаллов и фиэическо м/ материаловедению и может быть использовано для определения количественных характеристик микродефектов в объеме, исследуемого мо ноКристалла , а именно их if.. t.,,,.f . П1 концентрации, типа и размеров. Способ реализуется на двухкристальной рентгенотопбграфической установке. Исследуемый монокристалл пучком рентгеновских лучей, коллими- рованным при асимметричном отражении от кристалла-монохроматора. Монокристалл отклоняют от положения, соответ- ствуицего максимуму кривой отражения, на угол ,Л (t+Z/t-Z) , где 6 9 - полуширина динамической кривой отражения исследуемого кряС талла; t - толцина кристалла; Z глубина расположения исследуемых дефектов. Такое отклонение кристалла позволяет осуществить интерференцию рожденных при рассеянии на дефекте воли с опорными волнами идеального кристалла и получить интерференционное изображение дефекта. 1 ил. г kn

Редактор Б.Федотов Заказ 3385 .

Составитель Т.Владимирова

Техред М.Дидык I ....Корректор В.Бутяга

Тираж 847Подписное

ВНИИПИ Государственяого комитета СССР

по делан изобретений и открытий 113033, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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