Способ определения знака рассогласования параметров решетки эпитаксиальной пленки и подложки

 

Изобретение относится к области получения; монокристаллов и эпитаксиальных пленок и может быть использовано при разработке технологии получения новых материалов методом жидкофазной эпитаксии, а также в научных исследованиях. Цель изобретения - упрощение и снижение трудозатрат в случае нанесения эпитаксиальной висмутсодержащей пленки феррит-граната на подложку со структурой граната. Способ определения знака рассогласования параметров решетки эпитаксиальной пленки и подложки заключается в облучении пленки видимым светом и определении размеров кристаллических блоков в центре пленки и вблизи бе края. Знак рассогласования параметров решетки определяют по соотношению размеров этих блоков . 1 табл. у Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ni)s С 30 В 29/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСП(ТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К / ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.и.. g, (21) 4 16752/63 (22) 2,03.88 (46) 0 .02.93.Бюл. % 5 (75) В.В.Рандошкин и В,И,Чани (56) 1. Достанко А.П. Технология интегральных схем. Минск: Высшая школа, 1982, с.190-197, 2. В.В.Рандошкин, Ю.В.Старостин, Методы измерения параметров материаловносителей цилиндрических магнитных доменов.- Радиоэлектроника за рубежом, 1982, Ф 18, с, 1-57. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАКА РАССОГЛАСОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ РЕШЕТКИ эпит ксилльной плкн и и подложки (57) Изобретение относится к области получения монокристаллов и эпитаксиальных

Изобретение относится к области полI учения монокристаллов и эпитаксиальных пленок и может быть использовано при разработке технологии получения новых материалов методом жидкофазной зпитаксии, а также в научных исследованиях.

Известны способы определения знака рассогЛасования параметров решетки эпитаксиа ьной пленки и подложки путем измерения этих параметров на рентгеновском дифрактаметре и их сравнения.

Недостатками известных способов являются сложность и высокая стоимость аппаратуры, вредное воздействие рентгеновского излучения на организм человека — оператора, проводящего измерения, Целью изобретения является упрощение и снижение трудозатрат в случае нанесения эпитаксиальной висмутсодержащей Ы 1793014 А1 пленок и может быть использовано при разработке технологии получения новых материалов методом жидкофазной эпитаксии, а также в научных исследованиях. Цель изобретения — упрощение и снижение трудозатрат в случае нанесения эпитаксиальной висмутсодержащей пленки феррит-граната на подложку со структурой граната, Способ определения знака рассогласования параметров решетки эпитаксиальной пленки и подложки заключается в облучении пленки видимым светом и определении размеров кристаллических блоков в центре пленки и вблизи ее края. Знак рассогласования параметров решетки определяют по соотношению размеров этих блоков. 1 табл.

° » пленки ферритграната на подложку со структурой граната.

Поставленная цель достигается тем, что пленку облучают видимым светом, определяют размеры кристаллических блоков в центре пленки и вблизи ее края и по соотношению размеров этих блоков судят о знаке рассогласования параметров решетки эпитаксиальной пленки и подложки.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При эпитаксиальном наращивании эпитаксиальных пленок из раствора-расплава обнаружено, что на периферии подложи на расстоянии до 200 мкм наблюдается заметное увеличение скорости роста пленки по сравнению с основной поверхностью структуры. Это объясняется более интенсивным перемешиванием раствора-расплава на таких участках за счет большей скорости перемещения поверхности вращающейся

1793014

Ьа as — aI:

Г= —"

Формула изобретения

Способ определения знака рассогласо вания параметров решетки зпитаксиальной пленки и подложки, включа.ощий облучение лича ю шийся тем,чтосцельюупрощения и снижения трудозатрат в случае нанесения зпитаксиальной висмутсодержащей пленки феррит-граната на подложку со пленки электромагнитным излу1ением, о т- структурой граната, пленку облучают видиподло>кки относительно неподви>кного раствора-расплава. В случае синтеза монокристаллических материалов в виде твердых растворов типа ферритгранатов (L«Bi)a(FeGa};012, где замещение внутри 5 пар ионов Lu-Bi u Fe-Ga осуществляется практически неограниченно, имеет место заметное влияние скорости роста f на величины приведенных коэффициентов распределения 10

К{ «/В ) (ь1 )т (Bl )у (Lu ).-, (B i )„ (а)т (Fe)„

K(Ga/Fe) =- — — (Ga a)>„(i=e )„ где в квадратных скобках указаны концентрации компонентов в твердой (т} и IIpKoA (>к) фазах соответственно, Для величин коэффициентов распрееления всегда выполняются соотноц1ения;

К(1 u/Bi) >1;

K(Ga/Fe) > 1, Кроме того, при увег1ичении скорости роста зна 1ения K(L«/Bi) и K(Ga/Fe} всегда стремятся к единице.

Таким образом., на периферии пленки концентрации (Bij» и (Ре) всегда выше 110

cpaDIIeHI, с основной поверхностью структуры, Ввиду того, чт раз1 ер иона Bi зназ<чител1.но больше Lu, а ионы Fe u Ga

З 1"- „, З+ З+ близк11 по размеру, то параметр решетки пленки af{p} на периферии всегда выше параМеТра а (ц) в центре структуры или а1(п) > а;(ц). (1}

При синтезе эпитаксиальных пленок первоочередным фактором, обеспечиваю- З5 щим качество структуры подложка-пленка, является хорошее совпаден.lе параметров решетки. В противном случае наблюдается механическое разрушение пленки (ее растрескивание) за счет возникающих упругих 40 напряжений, причем появление трещин и ограниченных ими Mонокристаллических блоков лимитируется толщиной эпитаксиального слоя, При отработке технологического ре>кима синтеза питаксиальных слоев могут быть получены пленки, относительное рассогласование Г параметров решетки которых; где а и а — параметры решетки подложки и пленки соответственно, достаточно велико по абсолютной величине. B этом случае наблюдается растрескивание пленки, причем концентрация трещин на единицу площади (a, следовательно, и размеры блоков) на краях и в центре структуры существенно различаются, причем существу1от 2 случая:

1. F > О, тогда а > а .

В этом случае с учетом (1) абсол1отная величина рассогласования в центре будет выше, чем на периферии lha{ri) I < lha{q) I, а поскольку концентрация трещин на единицу площади с увеличением lhal возрастает, то наблюдается пониженное растрескивание на краях пленки по сравнени1о с центром (размеры блоков на периферии больше), 2. F < О, тогда а: < ar u

l Ьа(п)! > i Ла(ц) I, следовательно, концентрация трещин по краям в этом случае выше по сравнени1о с центром (размеры блоков гленьше).

Таким образом, если размеры блоков по краям больше, то F > О и наоборот, Пример, Зпитаксиальные пленки феррит-гранатов набл1одали в оптическом микроскопе типа MNK-8 без использования поляризаторов. Измерения размеров кристаллических GJloKQB проводили в центре эпитаксиальной структуры и вблизи края подло>кки, О среднем размере блоков судили по количеству и блоков, укладьгвающихся в поле зрения окуляра, Размер S блоков определяли как величину обратную и fS =- — ).

1 и

Результаты измерения представлены в таблице. Знак рассогласования параметров решетки определяли также на рентгеновском дифрактомере ДРОН-З, Как следует из представленных в табли«е данных, образцы NN 1-5 по сравнению величин Sl (в центре) и Яг (на периферии пленок) мо>кно разделить на 2 группы;

1) ЬНФ 1,2, В этих материалах S» Sz, а измеренные значения F составля1от F < О.

2) Мг 3-5. В этих материалах S1< Sz, а измеренные значения F составля1от F > О.

Сравнение данных в таблице позволяет судить о достижении положительного эффекта при реализации предложения.

1793014

Составитель А. Ожередов

Техред М.Моргентал Корректор С. Пекарь

Редактор С. Кулакова

Заказ 484 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 мым светом, определяют размеры кристаллических блоков в центре пленки и вблизи ее края и по соотношению размеров этих блоков судят о знаке рассогласования параметров решетки эпитаксиальной пленки и подложки,