Способ ультразвукового контроля примесей в монокристаллах

1 i.; Å

О П И С А Н И-- ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ll) 611146

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 031075 (21) 2177715/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано150678. Бюллетень ¹ 22 (51) М. Кл.

01 Н 29/00

Государстеенный комитет

Совета Мииистраа СССР ио делам иэооретеиий

N 0TKPblTllM (53) УДК620.179.16 (0BB.8) (45) Дата опубликования описания 16,0578 (72) втор изобретения

М.Б.Гитис

Всесоюзный научно-исследовательский институт (73) ЗаяВИтЕЛЬ по разработке нераэрушающих методов и средств контроля качества материалов (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ПРИМЕСЕЙ

В МОНОКРИСТАЛЛАХ

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для определения примесей в монокристаллах.

Известен ультразвуковой способ 5 контроля примесей в монокристаллах, заключающийся в том, что возбуждают в монокристалле ультразвуковые колебания, измеряют коэффициент их поглощения и по частотной зависимости этого )0 коэффициента судят о концентрации при- месей (11 .

Недостатком известного способа является то, что в реальных образцах частотная зависимость коэффициента 15 поглощения звука зависит, кроме концентрации примесей, от целого ряда плохо контролируемых и потому неизвестных параметров, поэтому он может быть применен к узкому классу образ- 20 цов, полученных по идентичной технологии. Изменение технологии получения образцов при фиксированной концентрации примесей может существенно исказить результат. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ ультразвукового контроля примесей в монокристаллах, заключающийся в том,что в образ- 30 це возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют коэффициент поглощечия ультразвука при выполнении условия сто. L, где ьз — частота возбуждения образца, ь — соответствующее время релаксации, и по нему судят о концентрации примесей (21 . При этом соотношении коэффициент затухания будет определяться коэффициентом диффузии примесей.

Недостатком этого способа является то, что в области комнатных температур t Х 1-10 сек, что соответствует контролю известным способом на низких частотах, поэтому коэффициент затухания оказывается функцией не толь ко внутренних характеристик образца, но и его размеров.

Целью изобретения является повышение точности измерениЯ °

Эта цель достигается за счет того, что частоту возбуждаемых в образце колебаний рассчитывают с учетом его размеров н затем нагревают образец при соблюдении следующего условия:

0,% и С.Ю 1 1,5 л где С вЂ” время релаксации, определяемое коэффициентом диффузии примесей;

611146

Формула изобретения

Составитель Т.Головкина

Техред Н. Бабурка Корректор Е.Папп

Редактор Н.Аристова

Заказ 3148/36 Тираж 1112 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 > — частота возбуждения образца.

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа.

Устройство содержит вакуумную камеру 1 для размещения образца 2 и волноводов 3 и 4, на концах которых установлены соответственно преобразователи 5 я 6 и электронный блок 7.

Способ заключается в следующем.

Из условия безграничности среды с учетом геометрии образца рассчитывают !

О частоту возбуждаемых колебаний по фор» муле и40ЙЗ/d, где 6 - скорость звука, d — характерный размер образца.

Контролируемый образец 2 помещают в вакуумную камеру 1 между торцами волноводов 3 и 4, поверхности которых и поверхность образца предварительно обрабатывают с большой чистотой для обеспечения акустического контакта при откачке воздуха. Нагревают абра- 20 зец при О, 5 «u t < 1, 5, после чего преобразователи 5 и 6 излучают и принимают ультразвуковые колебания, отраженные от противоположной излучению поверхност. образца, в электрон»ом блоке 7, который может быть выполнен, например, как УС- 10И. Сигналы от двух преобразователей сравниваются и на выходе имеем отношение этих си "налов, по величине которого судят о затухании, а следовательно, и о концентрации примесей.

Внедрение изобретения позволит создать аппаратуру неразрушающего контроля но»це»трации электрически неактивных примесей в реальных кристаллах, а »е на образцах — свидетелях, что крайне важно для современных энергетических установок, полупроводниковой технологии и т.д.

Способ ультразвукового контроля примесей в монокристаллах, заключающийся в том, что в образце возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют коэффициент поглощения ультразвука и по нему судят о концентрации примесей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, частоту возбуждаемых в образце колебаний рассчитывают с учетом его размеров и атем нагревают образец при соблюдении следующего условия: 05й() i и l 5 где — время релаксации, определяемое коэффициентом диффузии примесей; частота возбуждения образца.

Источники информации, принятые sn внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельства СССР

Р 203337, кл. С1 01 М 29/00, 1965.

2. Физическая акустика. Под ред.

У.Мезона, том Ж А . М., Мир, 1969 с. 11.