Способ анализа структурного совершенства кристаллических материалов Советский патент 1993 года по МПК G01N24/10 

Изобретение относится к области исследования физических свойств материалов, а точнее к методам определения структурного совершенства кристаллов с помощью электронного парамагнитного резонанса и может быть использовано в производстве кристаллических элементов быстродействующих электронных схем.

Цель изобретения -упрощение анализа кристаллических алмазных пленок.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способа, исследуемая кристалли-. ческая алмазная пленка помещается в стационарное магнитное поле заданной величины так, чтобы направление магнитного поля составляло угол 0 34,5 - 36,5°С с направлением нормали,к поверхности плен- ки,при котором обеспечивается наилучшее разрешение двух линий в спектре ЭПР, обусловленных наличием в структуре образца дислокаций, и -имеющих различные д- факторы, и измеряют расстояние между . характеристическими точками этих линий и

концентрацию парамагнитных центров, вызвавших спектр ЭПР, вычисляют плотность дислокаций в образце по формуле:

„ 3.8 1(Г7 п . р - --/ - t

VAEF

где р- плотность дислокаций в образце,

Д В- расстояние между характеристическими точками двух линий;

п - концентрация парамагнитных центров, вызвавших данный спектр,

Анализируют поликристаллическую алмазную пленку, синтезированную из газовой фазы по известной технологии. Методом ЭПР на частоте 35,5 ГГц проводили измерение плотности дислокаций в поли- кристаллической алмазной пленке, синтезированной из газовой фазы с плоскостями роста {III}. Образец мог содержать дислокации, лежащие в плоскостях {Ш}, .ориентированные в направления ПО.

ел

с

00

о о

со

CJ

ю

ля определения плотности дислокаций использовали известную линию спектра ЭПР алмаза, наблюдаемую в магнитном поле В - 12,6 кГс и обусловленную оборванными связями дислокаций. Исследуемую алмазную пленку помещали в резонатор спектрометра ЭПР, при этом направление нормали к поверхности пленки составляло угол в- 35,5° к направлению магнитного поля. Наблюдали в поле В 12,6 кГс спектр ЭПР. Расстояние между линиями с разными д- факторами составляло 4,8 Гс. Концентрация парамагнитных центрой составляла 1,7х1018см 3. Плотность дислокаций в ир; следуемом образце равнялась 3,8x10 см .

11

Таким образом изобретение служит надежным информативным средством диагностики дефектной структуры материалов для быстродействующих электронных схем и отличается при этом простотой и оперативностью.

10

15

20

Формула изо б ре т е н и я Способ анализа структурного совершенства кристаллических материалов, включающий ориентацию исследуемого образца по отношению к направлению постоянного магнитного поля, регистрацию спектра ЭПР, определение интенсивностей линий в спектре ЭПР, отличающийся тем, что, с целью упрощения анализа кристаллических алмазных пленок, образец в виде алмазной пленки ориентируют под углом 35,5° между нормалью к поверхности пленки и направлением магнитного поля, по интенсивности спектра ЭПР судят о концентрации п парамагнитных центров, дополнительно определяют расстояние А В между характеристическими точками двух линий с различными значениями g-факторов, а плотность р дислокаций, по которой судят о совершенстве алмазной пленки, вычисляют из соотношения

.„..3.8.-1(Г7 п .

р дв

Использование: при анализе кристаллических элементов быстродействующих электронных схем, Сущность изобретения: алмазйую пле.нку ориентируют под углом 35,5° между нормалью к поверхности пленки и направлением магнитного поля, регистрируют спектр ЭПР, определяют параметры спектра ЭПР, с учетом которых судят о плотности дислокаций в образце и о структурном совершенстве.