Способ определения микродефектов в монокристаллах

 

Изобретение относится к определению реальной структуры монокристаллов и физическо14у материаловедению и может быть использовано для определения количественных характеристик никродефектов в объеме монокристалла. а именно их концентрации, типа и размеров . Способ реализуется на трехкпистальнон рентгеновском спектрометре . Исследуемый монокрнсталл облучают пучком рентгеновских лучей, коллимирсванньм при отражении от кристалла-монохроматора. Измеряют распределение интенсивности диффуэно рассеянных волн в проходящем и дифрагированном пучках при вращении исследуемого кристалла и кристалла-анализатора . Кристалл-анализатор выполнен П-образной формы и установлен за исследуемым кристаллов в положении, обеспечивающем одновременное отражение приходящего и дифрагированного пучков от исследуемого кристалла. При таком положении кристалла-анализатора происходит одновременное отражение диффузных волн, содержащихся в проходящем н дифрагированном пучках, станавливают два детектора для регистрации интенсивностей двух отраженных от кристалла-анализатора пучков и сумму этих интенснвяостей используют для определения характеристик микродефектов. 2 ил. i (Л иэ N0 S5 м х J

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.Я0,» ц22у у А1 (51) 4 С 01 N 23 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСНОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕКНИЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (46) 23.05.88. F>wr М 19 (21) 3965921/31-25 (22) 29.07.85 (71) Институт кристаллографии им. A.Â. éóá íèêoâa (72) В.Л,Инденбом, В.И.Каганер н Ь.И.Кущнир (53) 548.734(088.8) (56) Кривоглаэ И.A. Дифракция рентгеновских лучей и нейтронов в неидеальньас кристаллах. Киев: Наукова думка, 1983.

1Иа А. Applications of Х-гау

triple crystal diffractometry to в6зdies on the diffusion-induced defects

in silicon crystals. - Phys. Stat.Sol. (а), 1979, v. 54, р. 701-706. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИИКРОДЕФЕКТОВ

Ь ИОНОКРИСТАЛЛАХ (57) Изобретение относится к определению реальной структуры монокристаллов и физическому материаловедению я мовет быть использовано для определения количественных характеристик микродефектов в объеме монокрнсталла, а именно кх концентрации, типа и раэмеров. Способ реализуется на трелкоистальном рентгеновском спектрометре. Исследуемый монокристалл облу-, чают пучком рентгеновских лучей, кол" лимированным при отравении от кристалла-монохроматора. Измеряют распределение интенсивности диффуэно рассеянных воин в проходящем и дифрагированном пучках при вращении исследуемого кристалла и кристалла-анализатора. Кристалл-анализатор выполнен

П-образной формы и установлен sa исследуемьвю кристаллов в полонении, обеспечивающем одновременное отражение проходящего и дифрагированного пучков от исследуемого кристалла. При таком полсюкении кристалла-анализатора происходит одновременное отражение диффуэнъас волн, содержащихся в проходящем н дифрагированном пучках. Устанавливают два детектора для регистрации 2 интенсивностей двух отраженных от кристалла-анализатора пучков и сумму этих интенсивностей используют для определения характеристик микродефектов.

2 ил.

Изобретение относится <1 опрделеник< реальной структур»< монокристаллов и физическому материаловедению и может быть использовано для контроля качества монокрнсталлов. 5

Цель изобретения — обеспечение воэможности количественных характеристик микродефектов в объеме монокристалла.

На фиг ° 1 изображена схема трех- 10 кристального рентгеновского дифрактометра, реализующая предлагаемый способ; на фиг, 2 — кристалл-анализатор

П-обраэной формы, поперечное сечение, Схема включает источник 1 рентгеновского излучения, кристалл-монохроматор 2, исследуемый кристалл 3, кристалл-аналиэатор 4 П-образной формы, детекторы 5 и 6 рентгеновского излучения.

1 12? 7

Предлагаемый способ осуществляется следующим обраэом.

Пучок рентгеновских лучей от источника 1 коллимируется при отражении 25 от кристалла-монохроматора 2 и падает на исследуемый кристалл 3. В результате дифракции на исследуемом кристалле иэ него выходят прошедший и дифрагированный пучки, содержащие 30 диффузно рассеянные на микродефектах волны. В отличие от известного случая кинематической дифракции, когда диффузная составляющая в проходящем пучке мала (малоугловое рассеяние), при динамической дифракции в кристаллах высокой степени совершенства диффузные составляющие в обоих пучках соиэмеримы. В этом случае энергия падающего пучка распределяется между про- 40 ходящей и дифрагированной волнами, перекачиваясь иэ одной волны в другую и обратно по мере распространения волн вглубь кристалла (маятниковые колебвння интенсивности). Поэтому 45 диффузная составляющая в дифрагироввнном пучке, определяемая рассеянием проходящей волны на дефектах исследуемого кристалла и регистрируемая после отражения от кристалла-ана- 50 лнэатора 4 детектором 5, уменьшается, Недостающая часть интенсивности определяется рассеянием дифрвгированной вол>ы в диффузную составляющую прох щящего пучка н регистрируется после SS отваиения от кристалла-анализатора 4 детектором 6. Вращение исследуемого

«рнствлла 3 и кристалла-анализатора 4 позволяет исследовать распределение

97 2 и» г«< п»нл< ти днффузно ра< геянн <х вол«в анисимости от величины и налра«л< »ня переданного импульса.

Пример реализации предлагаемого сп<1< оба.

Пучок рентгеновских лучей от источника 1 излучения AgK y (фиг. 1) колпимнруется прн отражении от кристалла-монохроматора 2 и падает на исследуемый кристалл 3 кремния. Кристалл-монохроматор также изготовлен из кремния, используется отражение (220). В исследуемом кристалле содержатся мнкродефекты, В результате дифракции на исследуемом кристалле из него выходят прошедший и дифрагированный пучки, содержащие диффуэно рассеянные на микродефектах волны.

Расстояние между внутренними поверхностями П-образного кристалла-анализатора составляет 16 см. Для того чтобы этот кристалл мог отразить оба пучка, он устанавливается на расстоянии Г/2ctg820 см от исследуемого кристалла. Для определения распределения интенсивности диффузно рассеянных волн в зависимости от величины и направления переданного импульса производится вращение исследуемого кристалла 3 и кристалла-анализатора 4.

Предложенный способ определения микродефектов в монокристаллах позволяет определить количественные характеристики микродефектов в объеме монокристалла, а именно их концентрацию, тип н размеры. Суммирование интенсивностей двух днффуэно рассеянных волн дает воэможность компенсировать влияние явлений динамической дифракции и определить с помощью методов, развитых в кинематической теории диффузного рассеяния, количественные характеристики микродефектов.

По величине интенсивности диффузного рассеяния определяют концентрацию микродефектов. По ориентационной saвисимости интенсивности для различных отражений определяют тип микродефектов и компоненты дипольного тенэора. По размерам области хуанговско" го диффузного рассеяния определяют раэмер микродефектов.

Формула и э о б р е т е н и л

Способ определения микродефектов в монокристаллах, включающий облучение исследуемого монокристалла пуч3 1322797 4 ком рентгеновских лучей, сколлимиро- анализатора используют кристалл П-об" ванным прн отравлении от кристалла- раэной формы, устанавливают его в помонохроматора, и измерение вблизи диф- локение, обеспечивающее одновременноЕ рагнрованного пучка распределения . отражение проходящего и дифрагированинтенсивности диффузно рассеянных íà 5 ного пучков от исследуемого монокрисмонокристалле волн tlpN вращении ис- талла, дополнительно измеряют распреследуемого монокристалла и кристалла- деление интенсивности диффуэно расаналиэатора, отличающийся сеянного излучения вблизи прощедщего тем, что, с целью обеспечения воэмож- пучка н по сумме измеренкости определения количественных ха- 10 ных интенсивностей опредерактеристик микродефектов в объеме ляют характеристики микромонокристалла, в качестве кристалла- дефектов.

Фиа 2 Составитель Т. Владимирова

Редактор Г.Надкарян Техред M.Äèäûê г".;; Корректор А.Тяско

Тирах 847, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, %-35, Раущская наб., д. 4/5

Заказ 3385

Производственно-полиграфическое предприятие, r.увгород, ул.Проектная, 4