Способ трехкристальной рентгеновской дифрактометрии

 

Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу и может быть использовано для неразрушающего контроля качества полупроводниковых кристаллов. Цель изобретения - повышение чувствительности и экспрессоности. Сущность способа состоит в том, что при его реализации, в отличие от известной трехкристалльной схемы дифракции, используемый в ней второй монохроматор изготовляют таким образом, чтобы отражающие плоскости в нем составляли с его поверхностью угол α<SB POS="POST">2</SB>, определяемый формулой TGφ=TG*220<SP POS="POST">.</SP>(TG*220<SB POS="POST">3</SB>-TG*220<SB POS="POST">1</SB>)(TG*220<SB POS="POST">1</SB>+2TG*220<SB POS="POST">2</SB>+TG*220<SB POS="POST">2</SB>), где *220<SB POS="POST">1</SB>, *220<SB POS="POST">2</SB>, *220<SB POS="POST">3</SB> - брегговские углы дифракции первого, второго и третьего кристаллов и *220<SB POS="POST">1</SB>*220<SB POS="POST">3</SB>*98 0 или *220<SB POS="POST">1</SB>, *220<SB POS="POST">3</SB> *98 0, если первый монохроматор и исследуемый образец находятся, соответственно в антипараллельном или непараллельном положении по отношению к второму монохроматору, для которого *220<SB POS="POST">2</SB>*98 0.3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1617344

А1 (51) 5 G 01 N 23/20 г и с. е е - .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 44.18934/31-25 (22) 29.04.88 (46) 30.12.90. Бюл. Y 48 (71) Институт кристаллографии им. А.В. Нубникова (72) В.h. Лидер (53) 621.386 (088.8) (56) Nakajama К. et al Use of asim—

metric arrangement of the (n <, п <)

setting. — Z ° Naturforsch, 1973, v.28а, р.632. (54) СПОСОБ ТРЕХКРИСТАЛЬНОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ ДИФРАКТОИЕТРИИ (57) Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу и может бьггь использовано для неразрушающего контроля качества полупроводниковых кристаллов. Цель изобретения — повыся ние

Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу и может быть использовано для неразрушающего конт.— роля качества полупроводниковых кристаллов °

Цель изобретения состоит в повышении чувствительности и экспрессности.

На Фиг. 1 представлена схема бездисперсионной дифракции двух кристаллов К, К, на фиг. 2 — трехкристальная схема дифракции, используемая в прототипе, с исследуемым третьим кристаллом К, на фиг..3 — то же, реализуемая в изобретении.

Сущность способа заключается в том, что благодаря асимметрии второго монохроматора К угол наклона чувствительности и экспрессности.

Сущность способа состоит в том, что при его реализации, в отличие от известной трехкристалльной схемы ди >- ракции используемый в ней второй монохроматор изготовляют таким образом, чтобы отражающие плоскости в нем составияли с его поверхностью угол с, определяемый Формулой tg(Pz= tg&q

x(tg Π— tg 8 ) (tg + 2 р8,+ tp ), где g,, 9, g> — брэгговские углы дифракции первого, второго и третьего кристаллов и 8,, 0 ) 0 или Ю

Я1< О, если первый монохроматор и исследуемый образец находятся, соответственно в антипараллельном или непараллельном положении по отношению к второму монохроматору, для которого в > О. 3 ил.

С:

>««4

4р ю

Д темной области на фиг. 3, соответ- фа«« ствующей угловой и спектральной рас- .« 1 ходимости падающего на исследуемый ф„ ) образец К> пучка, делают равным.брэг- „ф говскому углу исследуемого образ- р ца 8>. При этом дисперсия D = 0 и дифракция сформиров анно го монохроматорами К и К пучка на исследуемом образце будет плосковолновой. В данном

I случае угловая расходимость такоro пучка определяется Формулой

Ы = Ы Ье, где Я вЂ” иалршириЪ на кривой качания первого кристалла К для симметричной дифракции, а Ь <, bz — коэффициент асимметрии первого К< и второго Kz кристаллов, и при Ь (1 она может быть сущест1617344

E енно уменьшена за счет уменьшения, симметрии первого монохроматора Ь|, е входящей в формулу для угла (2. ежду отражающей плоскостью и по5

-:ерхностью во втором кристалле К2 6 Z tg3, + 2tgeg +

r де,, Gg, 6 — брэгговские углы ифракции первого, второго и третьео кристаллов и g „ 9. > О или 81, (О, если К „и К находятся в анипараллельном и непараллельном поожении, соответственно, по отноше, ию к К для которого 9 > 0.

Пусть, например, требуется осуществить плосковолновую дифракцию на нокристалле арсенида галлия с исользованием рефлекса (222) в Си <1I(I, этом случае нельзя осуществить безисперсионную схему двухкристальной ифракции, так как в качестве монооматора невозможно использовать и монокристалл арсенида галлия изз слабости рефлекса (222), ни моокристалл германия (для него рефлекс (222) является запрещенным). Для ешения поставленной задачи можно исцользовать предложенный способ трехк ристальной дифрактометрии. Дпя первого монохроматора Ge (100) выбир!ают рефлекс (422). Дпя второго мон охроматора, изгатовленного также из германия, выбирают рефлекс (311). 35

П одставляя значения брэгговских угл ов для перечисленных вьш е рефлексов в формулу для угла, получаем, ччто при использовании непараллельной геометрии расположения монохрома- 40 торов и образца угол (. = 23,6 . Это значит, что для изготовления второго ь". онохроматора необходимо у германиевой пластины ориентации (100) делать скос, равный 1,7, в направлении

1„0011. Угловая расходимость пучка, сформированная двумя описанными монохроматорами будет равна О, 13, а спектральная расходимость равна 3,56"

-4 х10 величина близка к ширине спект-50 р альных линий.

Особый интерес может представлять

Использование предлагаемого способа с.овместно с синхротронным излучением., поскольку для исследования различных материалов и вариации рефлексов возможно использование постоянной пары монохроматоров. Например, для решения поставленной задачи получения бездисперсионной дифракции на GaAs с использованием рефлекса (222) можно в качестве монохроматоров взять две одинаковые пластины германия с ориентацией поверхности (100). Задача будет решена, если первый монохроматор К1, второй монохроматор К, исследуемый образец К> устанавливают в непараллельной схеме дифракции и обеспечивают величины брегговских углов, равные соответственно 50,5, 26, 9, 28,2 . Угловая расходимость падающего на образец пучка будет уменьшаться до величины

Я

0,07, а его спектральная расходимость равна 2,4 10

Точность предлагаемого способа выше точности прототипа из-за строгого выполнения условий бездисперсионной дифракции.Способ-прототип может обеспечить малую дисперсию только за счет уменьшения спектральной расходииости пучка, т.е. ценою потери интенсивностии отражен Ко го о т исследуемо-! . го образца излучения. Предлагаемый же способ может обеспечить нулевую дисперсию при широкой спектральной ширине пучка и поэтому является более экспрессным, Последнее может быть обеспечено за счет изготовления монохроматоров из светосильных материалов и/или благодаря установке монохроматоров в непараллельное положение дифракции, Фо рм ул а и з о б р е т е н и я

Способ трехкристальной рентгенов" ской дифрактометрии, включающий последовательное отражение рентгеновского излучения от двух монохроматоров, расположенных в дисперсионной схеме дифракции, и исследуемого об разца с последующей регистрацией отраженного от исследуемого образца излучения, установку первого монохроматора под брегговским углом 0, к первичному пучку, второго монохроматора — под брэгговским углом g к

Е отраженному от первого монохроматора пучку, исследуемого образца — под брэгговским углом 9 к отраженному от второго монохроматора пучку, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности и экспрессности, рентгеновский пучок на1617344 правляют на второй монохроматор под углом 9 — к поверхности, при этом отражающие плоскости составляют с его поверхностью угол Ц, определяемый формулой

tg 9 — t:p 8„

1 2 egg<+ gQgg<+ tg g

6 где Д,, Ц )О или9,, О с О, если первый монохроматор и исследуемый образец находятся соответственно в антипараллельном и непараллельном поло5 женин по отношению к второму монохроматорур для KQTopoI о Hg > 0 °

АЛ

1617344. редактор О. Спесивых

Заказ 4115 Тираж 493 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5!

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

ЛЛ

Составитель Е.Сидохин

Техред М,Дидык Корректор Н.Король