Способ ультразвукового контроля примесей в монокристаллах

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет 25-2 Н 29/О Гдсударственный кдмит Сдввта Министраа СС ид делам изобретении и дткрытий(088.8) 43) Опубликовано 150678. Бюлл 45) Дата опубликования описа ень 3 Ж и 16.05,7 72) втор мзобрете.В.Гити Всесоюзныйпо разработконтроля ка учно-исследовательский нераэрушающих методовства материалов ститутсредств аявитель(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ПРИМЕСЕВ МОНОКРИСТАЛЛАХ мое мес ОПИСА ИЗО БРЕТ Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для определения примесей в монокристаллах.Известен ультразвуковой способ контроля примесей в монокристаллах, заключающийся в том, что возбуждают в монокристалле ультразвуковые колебания, измеряют коэффициент их поглощения и по частотной зависимости этого коэффициента судят о концентрации при- месей (11 .Недостатком известного способа является то, что в реальных образцах частотная зависимость коэффициента поглощения звука зависит, кроме концентрации примесей, от целого ряда плохо контролируемых и потому неиз- вестных параметров, поэтому он может быть применен к узкому классу образцов, полученных по идентичной технологии. Изменение технологии получения образцов при фиксированной концентрации примесей может существенно исказить результат.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ ультразвукового контроля примесей в монокристаллах, заключающийся в том,что в образце возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют коэффициент поглощечия ультразвука при выполнении условия сто,- 1, где 6 Э - частота возбуждения образца, ь - соответствующее время релаксации, и по нему судят о концентрации примесей 21 . При этом соотношении коэффициент затухания будет определяться коэффициентом диффузии при- месеЯ.Недостатком этого способа является то, что в области комнатных температур С Х 1-10сек, что соответствует контролю известным способом на низких частотах, поэтому коэффициент затухания оказывается функцией не толью ко внутренних характеристик образца, но и его размеров.Целью изобретения является повышение точности измерениЯЭта 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, 663141,5 лгде С - время релаксации, определяекоэффициентом диффузии при611146 Формула изобретения Составитель Т.ГоловкинаАристова Техред Н. Бабурка Коррект апп дакт Подписинистров СССйд. 4/5 Тираж 1112ственного комитета Совета М делам изобретений и открыт Москва, Ж, Раушская наб з 3148/36 ЦНИИПИ Госу 113 П Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Филиа 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 б и электронный блок 7,Способ заключается в следующем.Из условия безграничности среды с учетом геометрии образца рассчитываютО частоту возбуждаемых колебаний по фор мулен 40 ЙЬ/д , где б - скорость звука, д - 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 зец при 0,5 И 11,5, после чего преобразователи 5 и б излучают и принимают ультразвуковые колебания, отраженные от противоположной излучению поверхност. образца, в электронном 26 блоке 7, который может быть выполнен, например, как УСИ. Сигналы от двух преобразователей сравниваются и на выходе имеем отношение этих сигналов, по величине которого судят о затуха- ц нии, а следовательно, и о концентрации примесей.Внедрение изобретения позволит создать аппаратуру неразрушающего контроля концентрации электрическинеактивных примесей в реальных кристаллах, а не на образцах - свидетелях,что крайне важно для современныхэнергетических установок, полупроводниковой технологии и т.д. Способ ультразвукового контроля примесей в монокристаллах, заключаю" щийся в том, что в образце возбуждают ультразвуковые колебания, измеряют коэффициент поглощения ультразвука и по нему судят о концентрации примесей, о т л и ч а ю щ и й с я 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:,05 лгде 1 - время релаксации, определяемое коэффициентом диффузии примесей;й) - частота возбуждения образца.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР Р 203337, кл. С 1 01 М 29/00, 1965.2. Физическая акустика. Под ред. У.Мезона, том Ж А . М., Мир, 1969 с. 11.