Держатель монокристаллов дляРЕНТгЕНОВСКОгО дифРАКТОМЕТРА Советский патент 1981 года по МПК G01N23/20 

(54) ДЕРЖАТЕЛЬ МОНОКРИСТАЛЛОВ ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКОГО

ДИФРАКТОМЕТРА

Изобретение относится к ренгеноструктурному анализу, в частности к рентгенодифрактометрии монокристаллических слитков полупроводников, и может быть использовано при определении заданной кристаллографической плоскости базового среза, параттлельного оси базового среза оси цилиндри ческого слитка, предназначенного для изготовления эпитаксиальньк подложек Известен держатель монокристаллов для дифрактометра, которьй позволяет определять ориентировку заданных кристаллографических плоскостей, параллельных оси цилиндра. Держатель содержит основание, поворотный кронштейн со шкалой и приспособление для .поворота монокристалла на 20 L 3 Недостатком держателя являются: невозможность проведения ориентирования базового среза в один прием без предварительной ориентации торца слитка и применение станка для резки необходимость использования пробных пластин для нахождения точной ориентировки базового среза относительно режущего диска станка, что ведет к повьш1енному расходу дорогостоящих полупроводниковых матепиапов; неизбежность в ограничении длины ориентируемого слитка величиной внутреннего диаметра режущего диска. Наиболее близким техническим решением является держатель монокристалла, включающий зажимное устройство с механизмом вращения, связанным с приводом 2, Однако это устройство не позволяет проводить непосредственную ориентировку кристаллографических плоскостей, параллельных оси циливдрического слитка, что не дает возможность понизить погрешность ориентировки менее менее 1. Кроме того, нахождение следа плоскости, параллельной оси слитка, по плоскости, наклонной к оси, с помощью данного устройства занимает относительно много времени (10- 5мин},

384

Целью изобретения является повышение точности и экспрессности ориентировки кристаллографических плоскостей цилиндрического монокристалла, параллельных оси цилиндра.

Поставленная цель достигается тем, что в держателе монокристалла для рентгеновского дифрактометра, включающем зажимное устройство с механизмом вращения, связанным с приводом, зажимное устройство держателя выполнено в виде, по крайней мере, двух систем роликов, расположенных в параллельных плоское-тях, а механизм вращения содержит

фрикционный ролик с прижимом, связанный с приводом поворота. Каждая систем роликов зажимного устройства содержит фиксирующий направляющий ролик и подсй. стему прижимных роликов, подвижных в плоскости, перпе}щикулярной оси их вращения.

Па фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг, 2 то же, 5ид сверху (сечение А-А) .

Держатель I монокристалла состоит из 2-х фиксирующих направляющих роликов 2,4-х прижимных роликов 3, опорного шарика 4 с гайкой и винтом 5, которые обеспечивают горизонтальное перемещение шарика, пружинного приспособления в виде рычажка включения 6 и пружин 7 и 8 для независимого поджима прижимных рликов 3 (пружина

7)и фрикционного ролика 9 (пружина

8), механизм вращения монокристалла вокруг вертикальной оси, параллельной оси рентгенгониометра и смещенной относительно оптического центра гониометра на величину радиуса монокристалла, включающий фрикционный ролик 9 и гибкий трос 10, связующий ролик 9 с приводом 1 1 поворота. Для фиксации,разметки монокристалла служит ленейка-шаблон 12. Установочные винты 13 обеспечивют юстировку предлагаемого устройства относительно оптической оси рентгенгониметра,, т.е. выведение образующей монокристалла на вертикальную ось вращения рентгенгониометра.

Для определения положения заданной кристаллографической плоскости, параллельной оси цилиндрического монокрис74

галла, относительно его геометричесих координат (образующие цилиндрической поверхности и торцы монокристала) , устройство устанавливают на рентгенгониометр и с помощью установочных винтов 10 проводят его юстировку таким образом чтобы образукицая цилинрического слитка совпадала с вертикальной осью гониометра, а рентгеновский ПУЧОК падал на образующую под углом 90. Детектор рентгеновского излучения рентгенониометра устанавливают на соответствующий угол 2 0 брегговский угол) относительно первичного пучка и, вращая маховичек 9, через гибкий трос 10 и фрикционный ролик 6, приводят во вращение монокристалл 1 вокруг его оси. После достижения максимальной интенсивности отражения рентгеновских лучей, вращение прекращают, положение монокристалла фиксируют линейкой-шаблоном и пров.одят следы искомой плоскости на торце и циливдрической поверхности Кристалла также с помощью линейки-шаблона.

Работу предлагаемого устройства проверяют с помощью рентгеновской установки ДРОН-2 на примере изготовлиния базового среза у цилиндрических (откалиброванных) монокристаплов кремния диаметром 40 мм. (Всего 20 кристаллов). Б качестве плоскости базового среза выбрана плоскость , параллельная оси монокристалла. Ill . Применяют излучение СиКобПосле-определения положения плоскости типа в слитке, параллель- но плоскости изготовляют базовый срез (шлиф) .

Максимальный угол отклонения плоскости от плоскости шлифа заносят в таблицу. В таблице также фиксируют время, затраченное на ориентирование одного слитка.

Для сравнения в таблице приведены результаты измерений погрешностей и необходимого времени при нахождении ориентировки плоскостей 1 1Oj, параллельных оси цилиндрических монокристаллов кремния, полученных с помощью известного устройства. 73 Из таблицы следует, что среднее время, необходимое при определении . положении заданной кристаллографичес кой плоскости .оси цилиндрического монокристалла, в предлагаемом устрой стве по сравнению с известным уменьшается -v в 4 раза, а погрешность измерений Ах в 7 раз. Таким образом, сравнение данных таблиц показывает целесообразность использовагщя в производстве полупро дниковых материалов предлагаемого из бретеш5 я. Предлагаемое устройство может быт рекомендовано к промышленному выпуск в виде приставки к рентгеновским дифрактометрам ДРОН-3, ДРОН-2 (ДРОН 1, ДРОН-0,5 УРС-50 И(М). Формула изобретения 1, Держатель монокристаллов для рентгеновского дифрактометра, включающий зажимное устройство с механизмом вращения, связанным с приво8дом, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности и экспрессности ориентировки кристаллографических плоскостей цилиндрического монокристалла, параллельных оси цилиндра, зажимное УСТРОЙСТВО держателя выполнено в виде, по крайней мере, двух систем роликов, расположенных в параллельных плоскостях, а механизм вращения содержит фрикционный ролик с прижимом, связанный с приводом поворота. 2. Держатель по п. 1 . о т л и ч а-, ю щ.и и с я тем, что, каждая система роликов зажимного устройства содержит фиксирующий направляющий ролик и подсистему прижимных роликов, подвижных в плоскости, перпендикулярной оси их вращения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 376235, кл. В 28 D 5/02, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 443431, кл. Н 01 L 21/00, 1972 (прототип).

fWff/

Фие.1