Способ измерения изгиба монокристаллов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii) 894499 (61) Дополнительное я авт. сеид-ау (22) ЗаяелЕиО 070280 (?1) 2876932/18-25 с присоедииеиием заявки Но (23) Приоритет

СИтубликОваио 301g81. бюллетень 89 48

Дата опубюиковьнил описания 30 ° 12. 81 (51)М. Кл.

G 01 N 2 3/207

Госудерстееннмй комитет

СССР яо ледам изобретений и открытий (53) УДЫ S48.73 (088.8) (71) Заявитель (54) СПОСОЗ И3ИКР ИИУ(ИЗГИБА

ИОНОКРИС."РАЛЛОВ

Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу, а более конкретно - к способам исследования монокристаллов методом двухкристально.го спектрометра.

Известен способ. исследования монокристаллов методом двухкристального спектрометра, заключающийся в том, что на эталонный монокристалл направ- 1О ляют пучок монохроматического рентгеновского излучения и определяют разницу углов дифракции рентгеновского излучения на эталонном и исследуемом монокристаллах, по которому определяют разницу в параметрах решетки между этими монокристаллами (Х). Известен также способ измерения радиуса изгиба монокристалла, заключающийся в том, что на исследуемый монокристалл направляют два па раллельных пучка монохроматического рентгеновского излучения; поворачивают исследуемый . монокристелл и определяют угол между положениями кристалла, в котором имеет место дифракцня указанных параллельных пучков, после чего по этому углу и расстоянию между пучками определяют радиус изгиба поверхности монокристалла (2) . 30

Наиболее близким к предлагаемому является способ измерения изгиба монокристаллов, заключающийся в том, что первич ий рентгеновский пучок направляют на кристалл-монохроматор и получают дифрагированный пучок в виде К, -дублета, производят выделеНИЕ СОСтаВЛяЮщнх К, -дубЛЕта С ПОМОщью подвижной щели, поочередно направляют их на исследуемый монокристалл, который поворотом выводят в отражающее положение для каждой из составляющих дублета и измеряют угол между этими положениями, по измеренному углу судят об изгибе исследуемого монокристалла З).

Недостатком этих способов являетas ограниченность решаемых с его помощью задач. В частности, при иссле-, довании полупроводников с легированны поверхностным слоем возникает задача разделения вкладов в угол между положениями дифракции составляющих

К, -дублета, обусловленных изменением периода решетки и изгибом монокристалла, причем последнее относится прежде всего к относительно тонким пластинам,, которые составляют подавляющее большинство элементной ба894499

Формула изобретения

65 зы для производства полупроводниковых приборов полевого типа.

Цель изобретения — повышение точности эа счет введения поправки на изменение периода решетки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения изгиба монокристаллов, заключающемся в том, что первичный рентгеновский пучок направляют на кристалл-монохроматор и получают дифрагированный пучок в виде К, -дублета, производят выделение составляющих 1, -дублета с помощью подвижной щели, поочередно на правляют их на исследуемый монокристалл, который поворотом выводят в отражающее положение для каждой составляющей дублета и измеряют угол между этими положениями, по измеренному углу судят об изгибе исследуемого монокристалла, в качестве подвижной щели используют эталонный монокристалл с прорезью, причем дополнительно производят поворот эталонного монокристалла и измеряют угол между его положениями, в которых имеют место дифракционные отражения задерживаемых эталонным монокристаллом составляющих К, -дублета и по совокупности измеренных углов судят об изменении периода решетки исследуемого монокристалла и вводят поправку при определении его изгиба.

На чертеже дана функциональная схема реализации способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Первичный рентгенОвский пучок от источника 1 попадает на кристалл-монохроматор 2, которыи выделяет из спектра K-дублет характеристичес{,3( кого излучения источника 1. Одну иэ составляющих дублета выделяют с помощью щели Э,представляющей собой эталонный монокристалл с прорезью. Вы» деленная составляющая, проходя через щель . 3, попадает на исследуе-. мый монокристалл 4. Дифрагированная исследуемым монокристаллом 4 составляющая К, -дублета регистрируется детектором 5. Одновременно эталонный монокристалл - щель 3 — устанавливается таким образом относительно задерживаемой им составляющей К, -дублета, что последняя дифрагирует на нем и регистрируется детектором 6.

Затем щель 3 перемещают таким образом, чтобы выделить другую составляющую К,<-дублета. Далее производят поворот или качание исследуемого монокристалла 4 вместе с детектором при соотношении углов поворота 1:2 и регистрируют положение исследуемого монокристалла 4 и положение детектора 5, в которых имеет место дифракционное отражение данной составляющей дублета. Кроме того, эталонный .монокристалл — щель 3 — поворачивают в положение 3, в котором

10 f5

26

55 имеет место дифракционное отражение задерживаемой составляющей К, -дублета. В этом случае соответствующий детектор находится в положении 6

Измеряя углы между положениями детекторов 5 и 5", а также б и б, можно не только определить радиус изгиба исследуемого монокристалла 4, Но и выделить вклады составляющих изменения периода решетки и собственно изгиба. Этого можно добиться путем использования в качестве щели достаточно толстого эталонного монокристалла, подвергнутого такой же обработке, что и исследуемый, но в силу своей толщины практически не испытывающего сколько-нибудь заметных изгибающих. . деформаций. .Кроме того, предлагаемый способ обладает всеми преимуществами двухлучевых методов дифракционного исследования монокристаллов, выражающихся, в частности, в отсутствии необходимости фиксации нулевой точки измерения, причем этот результат обусловлен именно поочередным регистрированием дифрагированных пучков, отраженных (одновременно) от эталонного и исследуемого монокристаллов.

Предлагаемый способ может найти свое применение в полупроводниковой технологии при отработке режимов технологического процесса. Его например, можно использовать для контроля пластин кремния с покрытием иэ проводящего материала. Пластины, вырезанные по плоскости (U), имеют толщину

100 мкм и покрыты с одной стороны с помощью напыления слоем железа толщиной 32 мкм. В качестве эталона при съемке, которую производят на дифрактометре ДРОН-2 в СиК, -излучении, служит пластинка кремния, аналогичная исследуемой, но без покрытия, снабженная прорезью шириной в 100 мкм.

Исследование показывает, что в контролируемых пластинах помимо изгиба, обусловленного односторонним нанесением покрытия, имеет место изменение периода решетки, которое было измерено в зависимости от режимов . технологического процесса.

Предлагаемый способ обладает высокой точностью, позволяет исследовать широкий круг объектов из самых различных веществ и дает более полную информацию, чем ранее известные способы аналогичного назначения.

Способ измерения изгиба монокристаллов, заключающийся в том, что первичный рентгеновский пучок направляют на кристалл-монохроматор и получают дифрагированный пучок в виде К,„-дублета, производят выделение

894499

Редактор Н. Безродная Техред 3. Фанта Корректор А.Дэятко

Заказ 11472/68

Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 составляющих К, -дублета с помощью подвижной щели, поочередно направляют их на исследуемый монокристалл, который поворотом выводят в отражающее положение для каждой из составляющих дублета и измеряют угол между этими положениями, по измеренному углу судят об изгибе исследуемого монокристалла, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения точности.эа счет введения поправки на изменение периода решетки, в качестве подвижной щели используют эталонный монокристалл с прорезью, причем производят поворот эталонного монокристалла и измеряют угол между его положенияьню, в которых имеют место ди@ракционные отражения эадерживаемых эталонным монокрнсталлом состав" ляющих К, -дублета и по совокупности измеренных углов судят об изменении периода решетки исследуемого монокристалла и вводят поправку при определении его изгиба.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Русаков A.A. Рентгенография металлов. М., Атомиздат, 1977, с. 262-265.

2. Авторское свидетельство СССР

9 391452, кл. 6 01 Я 23/20, 1971.

3. Cohen В.G. and Focht М.W.

Х-Ray Measurement of Etastic Strain

and Anneahing in Semiconductors. 5 So(id State Electronics, 1970,v.13, р. 105-112 (прототип).