Способ определения скорости роста кристаллитов Советский патент 1975 года по МПК B01J17/00 G01P3/00 

1

Изобретение относится к исследованию процесса рекристаллизации преимущественно слоев полупроводниковых соединений типа А Е , необходимых в области физики твердого гела.

Известен способ определения скорости роста кристаллитов в слоях CdTe путем измерения линейных размеров кристаллитов, полученных за определенный промежуток времени в процессе отжига кристаллических слоев на подложке с предварительным созданием в заданных точках искусственных центров рекристаллизации. Последнее позволяет не учитывать время зарождения кристаллита и вести расчет скорости по формуле:

I/ - ,

где 1/р - скорость роста;

L - длина кристаллита; t - время рекристаллизационного отжига.

Для технологии полупроводников, сплавов и металлов часто необходимо определить зависимость скорости роста кристаллитов от температуры. Для этого проводят целую серию отжигов при разной температуре и для каждой температуры определяют скорость роста. .Это увеличивает время определения.

2

Цель изобретения - одновременное определение скорости роста кристаллитов при разных температурах.

С этой целью предложено слоп на подложке 5 располагать в виде параллельных полосок, перпендикулярно которым создавать на одной линии центры рекристаллизации и температурный градиент вдоль подлол кн. Температуру отжига для каждой полоски определяют по

0 месту ее расположения и результатам измерения температуры в реперных точках на подложке.

На фиг. 1 представлена подложка, подготовленная для определения скорости роста кри5 сталлов; на фиг. 2 - распределение температуры вдоль подложки; на фпг. 3 - результаты определения температурной зависимости скорости роста кристаллитов в слоях CdTe. Пример. Способ испытан для определения скорости роста кристаллитов в слоях CdTe. Слои CdTe изготовляют в виде полосок 1 на стеклянных подложках 2 с прикрепленными термопарами 3 напылением через соответствующую маску, изготовленную фотохими5 ческпм способом или разрезанием сплошного напыленного слоя специальным ножом.

Ширина полосок 1,5-2,0 мм, длина - 30- 35 мм. На их поверхность испарением в вакууме наносят тонкий слой стимулятора рекри0 сталлизации - серебра или меди, нужный только для стимулирования рекристаллизации. Затем протягиванием электронного луча по линии А-А (фиг. 1) производят кратковременный локальный нагрев выше температуры начала рекристаллизации (280-290°С). Луч создают пушкой электронов высоких энергий электронографа (типа ЭГ-ЮОА) при (7 80 кв. Диаметр луча 80-100 мкм. Приготовленную подложку с материалом одним концом крепят в специальном держателе - нагревателе, обеспечиваюшем жесткое крепление подложки по отношению к двум радиационным нагревателям. Присиособление для крепления одновременно используют для отвода тепла. Свободный конец подложки нагревают одним стержневым радиационным нагревателем, расположенным на высоте 10- 12 мм от подложки параллельно полоскам материала. Другим радиационным нагревателем большой площади, расположенным параллельно подложке на высоте 12-15 мм от нее, производят равномерный нагрев всей подложки. Регулированием величины силы тока, пропускаемого через каждый нагреватель, создают и поддерживают температурный градиент выбранной величины в желаемом температурном интервале в течение намеченного времени отжига. Температуру поверхности подложки измеряют в реперных точках при помонхи микротермопар, прикрепленных к поверхности подложки. Изотермический отжиг ведут в интервале температур от 190 до 240°С в течение 12 минут. Желаемый интервал температур отжига создают за время, намного меньшее времени отжига. После остывания образца по изменению инфракрасного ноглошения рекристаллизованной части слоев измеряют линейные размеры кристаллитов в каждой иолоске. Измерения проводят при помош,и инфракрасного микроскопа типа МИК-1. Затем определяют скорость роста кристаллитов по формуле (1). Температуры изотермического отжига для каждой полоски опр(деляют по кривой распределения температуры, построенной в данном случае по результатам измерения в пяти реперных точках и координате полосок. Как линейные размеры кристаллитов, так и температуру изотермического отжига определяют для сторон полосок, обращенных к более нагретому концу подложки. Результаты измерения, представленные на фиг. 3, показывают температурную зависимость скорости роста кристаллитов при стимулированной рекристаллизации тонких слоев CdTe, исходные результаты для которой получены на одном образце только при одном отжиге. Предмет и з о б р е т е ii и я 1.Способ определения скорости роста кристаллитов, например в слоях полупроводниковых соединений типа А путем измерения линейных размеров кристаллитов, полученных за определенный промежуток времени в процессе отжига кристаллических слоев на подложке с предварительным созданием в заданных точках искусственных центров рекристаллизацип, отличающийся тем, что, с целью одновременного определения скорости роста кристаллитов при разных температурах, слои располагают на подложке в виде параллельных полосок, перпендикулярно которым создают на одной линии центры рекристаллизации и температурный градиент вдоль подложки. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру отжига для каждой полоски определяют по месту ее расположения и результатам измерения температуры в реперных точках па подложке.