Способ электронно-оптического исследования дефектов кристаллов Советский патент 1989 года по МПК G01N23/20 

Фив. 1

Изобретение относится к физическим методам исследования реальной структуры кристаллов дифракционньми методами.

Цель изобретения - повышение вы- являемости дефектов и производительности исследований.

На фиг.1 представлена оптическая схема устройства формирования электронно-оптического изображения; на фиг.2-5 - результаты денситометри- рования микрофотографий, полученных при различных глубинах модуляции.

Способ осуществляется следующим образом.

На исследуемый образец 1 направляют пучок 2 ускоренных электронов. За образцом 1 расположены объективная линза 3 и кольцевая диафрагма 4, установленная по оси прошедшего через образец 1 пучка. Электронно-оптическое изображение формируется в плоскости 5 изображения. Размеры и расположение диафрагмы 4 с учетом фокусного расстояния f объективной линзы 3 выбраны так, что диафрагмой 4 выделяются дифрагированные пучки, равноотстоящие от прошедшего пучка. Сигнал управления объективной линзы 3 модулируют гармоническим колебанием с частотой 10-40 Гц, что вызывает периодическую дефокусировку выделенных дифрагированных пучков и диффузного фона с глубиной модуляции . Полученное электронно-оптическое изображение преобразуют в видеосигнал, который подвергают синхронному усилению и детектированию на частоте модуляции сигнала управления объективной линзы 3. Полученный сигнал обычным путем преобразую в изображение структуры образца, которое регистрируют, например, на фотопленке

Пример. Исследования проводились на электронном микроскопе с ускоряющим напряжением 100 кэВ на образце кремния толщиной 200 А при просвечивании вдоль кристаллографического направления llll. Диафрагмирование осуществлялось с использованием кольцевой диафрагмы с внутренним диаметром отверстия 0,2Ь и наружным диаметром отверстия 1,7Ь где b - параметр обратной решетки кристалла кремния. При этом вьщеля- лись .шесть дифрагированных пучков, соответствующих рефлексам типа 112

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Фокусировка осуществлялась модулированием сигнала управления фокусировкой с помощью генератора гармонических (синусоидальных) колеба- НИИ с частотой 30 Гц. Видеосигнал изображения структуры образца после синхронного детектирования и усиления на частоте 30 Гц подавался на графический дисплей, на котором отчетливо наблюдалось контрастное изображение дефектов. Общее время иссле- дования кристалла составило не более 3 мин.

На фиг.2-5 приведены результаты денситометрирования микрофотографий, которые получены при глубинах f мо-

О

дуляции от 80 до 200 А и на которых сплошными линиями показана интенсивность изображения от реального (имеющего дефекты) кристалла, а пунктирными линиями - от идеального (бездефектного) кристалла. Полученные результаты показывают наличие заметного контраста между изображениями реального и идеального кристаллов, что позволяет вьщелить изображение, связанное с дефектами структуры.

Формула изобретения

Способ электронно-оптического исследования дефектов кристаллов, заключающейся в просвечивании образца пучком ускоренных электронов, диафрагмировании проходящего и дифрагированных пучков и диффузного фона, формировании электронно-оптического изображения, преобразовании электронно-оптического изображения в видеосигнал и формировании изображения структуры образца на основе видеосигнала, отличающий с я тем, что, с целью повышения выявляемости дефектов и производительности исследований, диафрагмирование производят с помощью кольцевой диафрагмы с вьиелением дифрагированных пучков, равноотстоящих от оси прошедшего пучка, производят периодическую дефокусировку вьиеленных дифрагированных пучков и диффузного фона путем частотной модуляции сигнала управления фокусировкой, а перед формированием изображения структуры образца производят синхронное усиление и детек тирование видеосигнала на частоте модуляции сигнала управления.

Фив. 2

(f 1201

Фиг. fy

Фи.З

(f №

Фиг, 5