Способ определения ориентации полупроводниковых кристаллов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0п 5740I1

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.76 (21) 2347578!25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 23.05.82. Бюллетень Ме 19 (45) Дата опубликования описания 23.05.82 (51)ч К з

6 OIR 31/26

Государственный комитет (53) Ъ ДК 543.25:621..382 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. П; Грибковский, В. В. Паращук и Г. П. Яблонский

Ордена Трудового Красного Знамени институт физики

АН Белорусской ССР (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к методам исследования полупроводниковых кристаллов.

Наиболее широко используемым способом определения кристаллографической ориентации монокристаллов является рентгенографический способ, основанный на использовании дифракции рентгеновских лучей.

Известны также способы, основанные на использовании для той же цели ультразвука, света и ионного пучка.

Все эти способы основаны на воздействии решетки исследуемого монокристалла на зондирующий сигнал, который обусловливает появление структурно зависимых изменений указанного сигнала.

Недостатком известных способов является существенная сложность определения кристаллографической ориентации.

Известен способ изучения свойств полупроводниковых кристаллов, заключающийся в том, что к кристаллу прикладывают импульс электрического поля и изучают индуцируемые в кристалле явления. Этот способ не позволяет определять кристаллографическую ориентацию исследуемого полупроводника.

Известен способ определения ориентации кристаллов, заключающийся в .том, что в кристалле инициируют структурно зависимг . физическое явление, регистрируют его параметры, по которым определяют ориентацию, причем структурно зависимым явлением служит возникновение двойниковой прослойки при воздействии на кристалл, а

5 параметрами этого явления служат углы, образованные двойниковой прослойкой с гранями кристалла, и высота двойниковой ступеньки.

Недостатком этого способа является noIp вреждепие кристалла и относительная сложность проведения исследований, связанная с необходимостью специальной подготовки кр исталла.

Цель изобретения — упрощение определения ориентации поверхности скола кристаллов.

Это достигается тем, что к кристаллу прикладывают высоковольтный импульс электрического поля в режиме возникновения стримеров, в кристалле измеряют углы между стримерами и по измеренным значениям судят оо ориентации поверхности скола.

Прп этом используют импульс электрического поля напряжением от 20 до 40 кВ, На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

С помощью игольчатого электрода 1 к полупроводниковому образцу 2 из монокристалла CdS, имеющему подлежащую

574011

Заказ 713/5 Изд. Ме 151 Тираж 733 Подписное

НПО «Поиск>

Типография, пр. Сапунова, 2 определению плоскость скола и укрепленному на стеклянной пластинке 3, через разрядный промежуток подводят высоковольтный импульс электрического поля. Образец и разрядный промежуток помещают в диэлектрическую жидкость: трансформаторное масло, метилметакрилат или этиловый спирт.

При амплитуде напряжения У)20 кВ в образце возникает сетка тонких (толщиной 10

4 — 8 мкм) нитевидных разрядов — стримеров, составляющих в приповерхностной области данного образца определенные углы между собой или с кристаллографической

15 осью С. Величины этих углов определяются типом кристаллографической плоскости, в которой распространяются стримеры. Разряды фотографируют фотоаппаратом 4 с увеличением в несколько раз или наблюдают через микроскоп или линзу. Измеряют углы между стримерами и по величине характерных углов определяют индексы Миллера исследуемой плоскости. В монокристаллах CaS для плоскости (1010) углы между стримерами составляют р(1010) =

=86 — 90, а углы, образуемые стримерами с осью С, а(1010) =47 — 49 . Для плоскости (1210) углы между стримерами равны р (1210) = 72 — 75, а между стримерами и осью С вЂ” а(1210) =36 — 37 .

Поскольку разница между углами р(1010) и Р (1210) составляет 13 — 18, то эти углы, а следовательно, и соответствующие им 35 плоскости можно различать визуально, рассматривая кристалл через микроскоп или линзу с достаточным увеличением. При визуальном определении типа плоскости наиболее оптимальными являются образцы 40 толщиной 0,1 — 0,3 мм.

Предлагаемый способ позволяет определять индексы Миллера плоскостей скола образцов с площадью поверхности меньше десятых долей квадратного миллиметра.

Возникновение стримеров не сопровождается разрушением или повреждением образцов, когда величина напряжения составляет порядка 20 — 40 кВ.

В качестве источника поля может быть использован трансформатор Тесла или импульсный трансформатор на ферритовом кольце, через первичную обмотку которого разряжают конденсатор емкостью 0,01 мкФ, заряженный до 3 — 6 кВ.

Таким образом, предлагаемый способ определения кристаллографических плоскостей обладает достоинствами простоты и дешевизны конструкции, экспрессности и позволяет проводить идентификацию плоскостей образцов малых размеров.

Формул а изобретения

Способ определения ориентации полупроводниковых кристаллов, заключающийся в том, что в кристалле инициируют структурно зависимое физическое явление, регистрируют его параметры, по которым определяют ориентацию, отличающийся тем, что, с целью упрощения определения ориентации поверхности скола кристаллов, к кристаллу прикладывают высоковольтный импульс электрического поля в режиме возникновения стримеров, в кристалле измеряют углы между стримерами и по измеренным значениям судят об ориентации поверхности скола.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют импульс электрического поля напряжением от 20 до 40 кВ.