СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ФИГУР ТРАВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ Советский патент 1996 года по МПК G01N21/64 

Описание патента на изобретение SU1356706A1

Изобретение относится к кристаллографии и исследованию физических и химических свойств кристаллов и может быть использовано при определении качества поверхности, распределения субзерен и дефектов.

Целью изобретения является повышение экспрессности и расширение возможностей способа.

Способ осуществляется следующим образом.

На пластину кристалла с микроскопическими фигурами травления направляют возбуждающее излучение или излучение из области прозрачности кристалла. В первом случае падающее излучение возбуждает люминесценцию в точке на поверхности, противоположной травленной. В качестве возбуждающего излучения может быть использован свет с энергией квантов больше ширины запрещенной зоны, рентгеновские лучи или электронные пучки. В точке возбуждения возникает источник люминесцентного и рассеянного излучения, который рассматривается через поверхность, содержащую микрорельеф. В результате преломления света на микроскопических фигурах травления возникает несколько изображений источника, представляющих собой световые точки или пятна, локализованные в плоскости пластины. Количество этих точек зависит от симметрии фигур травления и от набора углов наклона граней ямок и бугорков травления. Симметрия наблюдающейся световой фигуры отражает структуру фигур травления.

Коэффициент дифракционного уширения К определяется разностью линейных размеров элементов световой фигуры а и источника света l. Если l мало, то коэффициент дифракционного уширения определяется только величиной а.

На чертеже показан ход лучей света от источника в точке О в сечении полупроводниковой пластины.

Лучи 1 в интервале углов θ претерпевают полное внутреннее отражение на гранях фигур травления; лучи 2 преломляются на них, попадая в объектив, лучи 3 и 4 отклоняются в сторону. Лучи 2 формируют световые точки, которые могут создаваться и при преломлении с последующим отражением от внешних сторон граней (лучи 5). Размер каждой световой точки определяется, в первую очередь, размером источника, толщиной образца, дифракцией света.

Между угловым размером θ световой фигуры, показателем преломления n и углом наклона грани фигуры травления β имеется простое соотношение
θ3= β arcsin (для лучей 2) (1);
θ5= β arcsin (для лучей 5) (2)
Если на кристалл падает свет из области прозрачности, то источник света создается при рассеянии на травленной поверхности. Дифракция света приводит к тому, что угловой размер изображения источника увеличивается на Δθ′= θ3-arcsin(sinθ3- ) с внешней сторона и на arcsin sin θ3+ 3 с внутренней стороны. Следовательно, лучи 2 будут попадать в объектив в интервале углов (θ3 -Δθ'', θ3+Δθ''). Поперечный размер изображения равен а= l+dК, где К коэффициент дифракционного уширения:
K +
(3) Дифракционное уширение существенно для поперечных размеров b фигур травления от нескольких длин волн λ до нескольких десятков λ.

Измеряя размер источника света, толщину образца и размер светового пятна, можно по дифракционному уширению изобретения источника определить средний размер фигур травления, число которых максимально, а также плотность их упаковки по формуле N=b-2. Из соотношения h определяют высоту фигур травления h т.е. среднюю высоту микрорельефа.

П р и м е р. На пластину из гексагонального монокристалла СdS с ориентацией (0001) толщиной 1 мм, содержащую микрорельеф после механической или химической полировки и последующего травления в концентрированной соляной кислоте в течении 30 с фокусируют луч азотного лазера с плотностью мощности излучения 0,001-10 МВТ/см2. Размер люминесцентного пятна равен 0,1-0,5 мм. Со стороны травленной поверхности наблюдают яркосветящееся зеленое кольцо. Кольцевая форма свидетельствует о том, что фигуры травления представляют собой конусы или бугорки без четкой огранки. Измеряют θ340о, из формулы (1) находят угол наклона образующей конусов β31,5о (n=2,64). Средний размер фигур травления b=0,3-0,5 мкм, плотность 3.108-7.109 см-2. Из формулы L h=0,25-0,5 мкм. При размерах фигур травления b ≲ 0,1-0,3 мкм, которые получают при уменьшении времени травления, световое кольцо теряет четкость.

Похожие патенты SU1356706A1

название год авторы номер документа
Способ определения ориентации монокристаллов 1982
  • Яблонский Геннадий Петрович
SU1089182A1
Способ определения показателя преломления жидкостей и газов 1984
  • Яблонский Геннадий Петрович
  • Паращук Валентин Владимирович
  • Беляева Ада Казимировна
SU1257474A1
УСТРОЙСТВО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО СВЕТОДИОДА 2013
  • Чесноков Владимир Владимирович
  • Чесноков Дмитрий Владимирович
  • Никулин Дмитрий Михайлович
  • Шергин Сергей Леонидович
  • Райхерт Валерий Андреевич
  • Кочкарев Денис Вячеславович
  • Кузнецов Максим Викторович
  • Лаптев Евгений Владимирович
RU2545492C1
СПОСОБ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ ВНУТРИ КРИСТАЛЛА АЛМАЗА 2020
  • Ионин Андрей Алексеевич
  • Кудряшов Сергей Иванович
  • Смирнов Никита Александрович
  • Данилов Павел Александрович
  • Левченко Алексей Олегович
  • Ковальчук Олег Евгеньевич
RU2750068C1
ПЛАНАРНАЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ МИКРОЛИНЗА 2013
  • Котляр Виктор Викторович
  • Налимов Антон Геннадьевич
RU2539850C2
ПРОЖЕКТОР С ДИФРАКЦИОННЫМ МИКРОРЕЛЬЕФОМ ДЛЯ СИСТЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ 2006
  • Мэйер Тони
  • Вернон Марк
RU2431774C2
АКУСТООПТИЧЕСКИЙ ДЕФЛЕКТОР 2005
  • Роздобудько Виктор Власович
  • Пивоваров Иван Иванович
  • Пелипенко Михаил Иванович
RU2284559C1
АКУСТООПТИЧЕСКИЙ МОНОХРОМАТОР ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ 2013
  • Епихин Вячеслав Михайлович
  • Судденок Юрий Александрович
RU2532133C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ МОНОХРОМАТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 1991
  • Голуб М.А.
  • Досколович Л.Л.
  • Казанский Н.Л.
  • Сисакян И.Н.
  • Сойфер В.А.
  • Харитонов С.И.
RU2024897C1
Голографический фотополимеризуемый материал 2020
  • Аннас Кирилл Игоревич
  • Борисов Владимир Николаевич
  • Бородина Любовь Николаевна
  • Вениаминов Андрей Викторович
  • Орлова Анна Олеговна
  • Резник Иван Алексеевич
RU2752026C1

Иллюстрации к изобретению SU 1 356 706 A1

Реферат патента 1996 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ФИГУР ТРАВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к кристаллографии и исследованию физических и химических свойств кристаллов и может быть использовано при определении качества поверхности, распределения субзерен и дефектов. Целью изобретения является повышение экспрессности и расширение возможностей способа. Способ осуществляется следующим образом. На пластину кристалла с микроскопическими фигурами травления направляют возбуждающее излучение. В точке возбуждения возникает источник люминесцентного или рассеянного излучения, который рассматривается через поверхность, содержащую микрорельеф. В результате преломления люминесцентного или рассеянного излучения на микроскопических фигурах травления возникает несколько изображений источника, представляющих собой световые точки или пятна, локализованные в плоскости пластины. Симметрии наблюдавшейся световой фигуры отражает структуру фигур травления. Измеряя размер источника света, толщину образца и размер светового пятна, можно по дифракционному уширению изображения источника определить средний размер фигур травления, высоту фигур травления, плотность упаковки фигур травления. 1 ил.

Формула изобретения SU 1 356 706 A1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ФИГУР ТРАВЛЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ, основанный на воздействии излучением на кристалл, измерении структуры и угловых размеров световых фигур, отличающийся тем, что, с целью повышения экспрессности и расширения возможностей способа, на входную поверхность кристалла воздействуют излучением, возбуждающим люминесцентное или рассеянное излучение точечного источника, дополнительно измеряют коэффициент дифракционного уширения элементов световых фигур, образованных на выходной поверхности кристалла люминесцентным или рассеянным излучением, находят форму, углы наклона граней, размеры и плотность упаковки фигур травления, по которым судят о характеристиках микроскопических фигур травления.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1996 года SU1356706A1

Хейман Р.Б
Растворение кристаллов, Л.: Недра, 1979, с.94-100.

SU 1 356 706 A1

Авторы

Яблонский Г.П.

Даты

1996-02-27Публикация

1985-06-15Подача