Способ двухкристальной рентгеновской топографии Советский патент 1989 года по МПК G01N23/20 

I

Изобретение относится к рентгено- структурному,анализу кристаллов и может быть использовано для неразрушающего контроля структурных несовершенств кристаллических пластин.

Цель изобретения - улучшение пространственного разрешения и экспресс- ности двухкристальной топографии.

На чертеже показана схема получения рентгеновских топограмм предлагаемым способом.

Сущность предлагаемого метода заключается в том, что при использова- НИИ брэгговской дифракции на фотопластинку регистрируют не дифрагированный (как это принято в топографии на отражение), а прошедший пучок. Это дает возможность исследовать структурные дефекты в объеме образца.

расположить фотопластинку вплотную к выходной поверхности образца, так как в отличие от известного способа нет необходимости разделять прошедший и дифрагированный пучки ввиду того, что последний не попадает на фотопластинку .

Величина разрешения пропорциональна расстоянию образец - фотопластинка, а при X 1 мм (такое расстояние не следует считать минимально достижимым) оно может быть доведено до 1 мкм, что сравнимо с величиной зерна мелкозернистых фотоэмульсий. В случае, когда достижение максимального разрешения не обязательно, можно в несколько раз увеличить свето- .силу прибора (т.е. экспрессносте

65

ЭО

Л

vj

метода) за счет сокращения расстояния источник - образец.

Пусть требуется исследовать дефектную структуру образца кремния диаметром 20 мм с ориентацией поверхности 110.

Для экспериментального осуществления предлагаемого способа выбирают асимметричный брэгговский рефлекс, например в данном случае рефлекс (642). Так как для получения двухкристальной топограммы образец должен купаться в рентгеновском пучке, сформированном монокромато- ром, последний вырезают так, чтобы удовлетворялось условие

а с sin(e + if)Dsin(0-M M) sin()

где б - угол Брэгга выбранного рефлекса

М и (Jg угол наклона отражающих плоскостей к поверхности монохроматора и образца соответственно j- D - размер образца; а - размер щели С, лимитируемый размером источника в горизонтальной плоскости. В данном случае D 20 мм, в л 29 BC- 0,5 мм, 4 i 19°. Следовательно, угол между поверхностью монохроматора и падающим на него первичным пучком не должен превышать 1,6°. Таким образом, изготовление требуемого монохроматора не должно вызывать трудностей.

После юстировки монохроматора в сформированный им широкий пучок вводят образец, которьй затем устанавливают в отражающее положение (в бедисперсионной геометрии) и юстируют

0

5

5

0

5

0

(юстировку проводят вращением образца вокруг оси, лежащей в плоскости дифракции, до достижения максимальной интенсивности дифрагированного пучка). Для съемки топограммы исполь зуют прошедщий пучок. Поэтому фотопластинку располагают как можно ближе к выходной поверхности образца. Если расстояние образец - фотопластинка равняется 1 мм, то,как следует из формулы, пространственное разрешение (при L 40 см и а 0,4 мм) может быть лучше, чем 1 мм.

Если фотопластинку располагают параллельно выходной поверхности образца, в горизонтальной плоскости (плоскости дифракции) может возникнуть размытие изображения за счет того, прямой пучок не перпендикулярен фотоэмульсии. Величина такого размытия С определяется из соотношения

0 dctg(9+tf),

где d - толщина эмульсии.

При использовании фотопластинок типа МР (d 10 мкм) в рассматриваемом примере 2; 9 мкм.

Для уменьшении эффекта размытия используют рефлекс с большим значением суммы + 1. Например, для рефлекса (822) 6 + 67°и С:г4 мкм, что сравнимо с размером зерна (после проявления) фотоэмульсий, используемых в рентгеновской топографии.

В случае, когда достижение максимального разрешения не обязательно, можно увеличить светосилу прибора в несколько раз (т.е. улучшить экспрессность метода) за счет сокращения расстояния источник - образец. t,,