Рентгеновский спектрометр Советский патент 1981 года по МПК G01N23/20 

(54) РЕНТГЕНОВСКИЙ СПЕКТРОМЕТР

Изобретение относится к аппаратур для рентгенодифракционного анализа монокристаллов. По основному авт. св. № 463045 известен рентгеновский спектрометр, содержащий источник рентгеновских лучей, коллиматор, кристалл-монохроматор, кристалл-анализатор и детекто излучения, снабженный средствами его перемещения перпендикулярно направлению первичного рентгеновского пучка. Для регистрации флуоресцентного излучения в условиях дифракции детектор располагают максимально близко к поверхности образца перпендикулярна ей l . Однако при измерении кривых флуоресценции часто необходимо, изменять глубину выхода регистрируемых флуоре центных квантов, например для повышения точности получаемых результатов. Это возможно сделать, изменив угол между поверхностью исследуемого кристалла и детектором в вертикальной плоскости. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей рентгеновского спектрометра за счет дифференциации информации по глубине исследуемого образца. Поставленная цель достигается тем, что в рентгеновском спектрометре введен второй детектор, установленный на кронштейне, выполненном в виде дуги, причем плоскость дуги проходит через вертикальную ось спектрометра и перпендикулярна плоскости перемещения первого детектора, а ее центр лежит на этой оси. На фиг. 1 показан кронштейн с установленным на нем детектором; на фиг. 2 - схема работы устройства. Устройство содержит дополнительный детектор 1, Который установлен на дуге заданного радиуса 2. Перемещение детектора 1 по дуге 2 позволяет изменять угол f между нормалью N к поверхности кристалла и продольной осью детектора в диапазоне 0-90° Последовательно увеличивая угол , можно изменять максимальную глубину выхода флуоресцентных квантов, после довательно уменьшая ее-. Увеличение угла Ч позволяет реги трировать флуоресцентные кванты, вы- ходящие с различной глубины кристалла. Обычно, рентгеновские флуоресцентные кванты (фиг. 2) образовавшиеся, например, на расстоянии LO от поверхности кристалла, имеют прак тически, сферически симметричное угловое распределение. Это означает, что максимальную вероятность выхода из кристалла имеют кванты, вылетающие вдоль нормали N к поверхности, поскольку им соответствует минимальная длина пробега в кристалле по сра нению с квантами, выходящими под углом к нормали. Детектор вторичного излучения, установленный в непосредственной бли зости к поверхности кристалла, регистрирует флуоресцентные кванты, п падающие в телесный угол, определяемый апертурой детектора. При этом счетчик, находящийся в положении, перпендикулярном поверхности образца (т.е. продольная ось счетчика совпадает с нормалью к поверхности кристалла), регистрирует флуоресцентные кванты с максимально возмож ной глубиной выхода. Если детектор находится в положении, при котором его продольная ось образует некоторый угол с нормалью к поверхности, то он уже регистрирует кванты, выхо дящие с глубины 2, , меньшей L , поскольку расстояние LQ -В достаточно для поглощения квантов. В то же время кванты, образовавщиеся на меньшей глубине кристалла L, , могут преодолеть расстояние L, В и выйти на поверхность кристалла. Установка второго детектора на специальном кронштейне дает возможность измерять интенсивность флуоресцентного излучения в условиях дифракции рентгеновских лучей, изменяя при этом толщину исследуемого слоя. Реализация возможности измерения флуоресцентного излу1-ения на стандартных рентгеновских спектрометрах существенно расширяет область применения этих приборов. Спектрометр может быть использован для анализа, реальной структуры кристаллов. Поскольку измерение кривых флуоресценции с малой глубиной выхода дает однозначную информацию о положении флуоресцентных атомов в кристаллической решетки, то предлагаемый спектрометр оказывается очень эффективным при определении местоположения атомов примеси, вводимой в полупроводниковые кристаллы в процессе технологических операций при производстве изделий микроэлектроники. Формула изобретения Рентгеновский спектрометр по авт. св. № 463045, о тличающийс я тем, что, с целью расишрения функциональных возможностей за счет дифференциации информации по глубине исследуемого образца, в устройство введен второй детектор, установленHbrii на кронштейне, выполненном в виде дуги плоскость которой проходит через вертикальную ось спектрометра и перпендикулярна плоскости перемещения первого детектора, а ее центр лежит на этой оси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Авторскре,. свидетельство СССР № 463045, кл., G 01 N 23/207, 1973 (прототип).