Способ контроля качества изделий

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 21. 09.80 (21) 2820075/25-28 с присоединением заявки Н 9 С 01 М 29/О 4. Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения В.М. Колешко и А.В. Гулай Институт электроники АН Белорусской ССР(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для ультразвукового контролякачества многослойных, например, полупроводниковых структур.Известен способ контроля качестваповерхностных слоев путем возбуждения в образце упругих поверхностныхволн и измерения их параметров,например, затухания и скорости распространения 11 ).Недостаток данного способа контроля качества в его низкой точности,обусловленной необходимостью сравнения результатов контроля с измерениями на эталонном образце,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ 2 О контроля качества изделий, заключающийся в том, что в контролируемом образце возбуждают импульсы упругих поверхностных волн и измеряют их параметры после прохождения контролируемого изделия 2 1,Однако точность контроля по известному способу сравнительно невысока, так как операция отжига образца вносит 60 льшую неопределенность в ЗО процессе изменения параметров многослойной структуры,Целью изобретения является повышение точности контроля.Эта цель достигается за счет того,что в зоне распространения упругойповерхностной волны возбуждают дополнительные упругие поверхностныеволны, принимают сигналы электроакустического эха, образующегося врезультате взаимодействия этих волн,и по их параметрам судят о качествеизделия, а также за счет того, чтосигналы электроакустического эхапринимают на частотах высших гармоник поверхностных упругих волн.Сущность изобретения заключаетсяв использовании для контроля качествамногослойных структур, электроакустИческого эха, возникающего при взаимодействии нескольких импульсов уп"ругих поверхностных волн. Электроакустическое эхо представляет собойимпульсы новой упругой поверхностиволны.Контроль качества многослойныхструктур по разработанному способупроизводят следующим образом. На по"верхности контролируемого изделиявозбуждают импульс упругих поверх879448 5 1 О 15 20 Я Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе50 1. Викторов И.А. Физические основы применения ультразвуковых волнРэлея и Лэмба в технике, М "Наука", 1966, с. 159-160.2. Авторское свидетельство СССР55 Ч 65170, кл, С 01 И 29/04, 19781.прототип),тель Г. ФедоровС.Беца КоРРектоР С. Шекмар Тираж 910 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 9708/12 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ностных волн частотой Г . При распространении волн в поверхностном слоеконтролируемого образца происходитрасфазировка их по скоростям и направлениям. Затем в зоне распространения упругой поверхностной волны воэбухцают дополнительную упругую поверхностную волчу с частотойВ силу акустического синхройизмапри нелинейном взаимодействии возбуждается упругая поверхностная волна сволновым вектором, обратным волновомувектору прямой волны, на частотеГ-Г. Эту волну принимают и поее параметрам судят о качестве многослойной структуры,О качестве поверхностного слоя,образца, толщина которого равна глубине слоя локализации упругих поверхностных волн, можно судить, например, по амплитуде импульсов фонного эха. В частности, амплитуда импульсов эха характеризует проводимость псверхностного слоя образцапри расфазировке исходного пакетаволн за счет рассеяния на электронахпроводимости, Предельная частота возбуждения электроакустического эхаупругих поверхностных волн характеризует глубину нарушенного слоя образца,Поскольку глубина слоя локализации упругих поверхностных волн соизмерима с их длиной то при выборебольше толщины поверхностногослоя или пленки величина расфазировки исходного пакета волн. будет зависеть от качества более глубокихслоев образца, что делает возможнымиспользование разработанного способадля контроля качества многослойныхструктур.При распространении упругих поверхностных волн в образце происходитвозбуждение высших гармоническихсоставляющих импульсов упругих поверхностных волн вследствие нелинейности образца, связанной со свойствами кристаллической решетки (диэлектрическая упругая, магнитострикционная,пьезоэлектрическая нелинейность), атакже вследствие акустоэлектроннойнелинейности (в случае материала,обладающего одновременно полупроводниковыми и пьезоэлектрическими свойствами или при контроле сложных структур типа полупроводник-пьезоэлектрик)При этом параметры сигнала электроакустического эха высших гармонических составляющих в большей степениСоставиРедактор Л. Гольдина Техред зависят от качества образца, а прие их приводит к повышению точности контроля качества многослойных структур.Электроакустическое эхо может возникнуть при взаимодействии двух или трех импульсов упругих поверхностных волн. При контроле качества изделий могут быть использованы либо сигналы двухимпульсного, либо трех- импульсного электроакустического эха.При контроле длительность импульсов упругих поверхностных волн выбирают равной 1-5 мкс, частоту выбирают в диапазоне Г = 30-60 МГц,- 60-150 МГц.Предлагаемый способ позволяет значительно повысить точность контроля по сравнению с известным способом, так как качество поверхностного слоя контролируемого образца оказывает значительное влияние на нелинейное взаимодействие упругих поверхностных волн между собой ,а также с электрическим и магнитным полями, и, следовательно, на параметры сигнала электроакустического эха упругих поверхностных волн. Способ контроля качества иэделий,заключающийся в том, что в контролируемом образце возбуждают импульсыупругих поверхностных волн и измеряют их параметры после прохождения, контролируемого изделия, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности контроля, в зонераспространения упругой поверхностной волны возбуждают дополнительныеупругие поверхностные волны, прини мают сигналы электроакустическогоэха образующегося в результате взаимодействия этих волн, и по их параметрам судят о качестве иэделия,2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что сигналы принимают на частотах высших гармоникповерхностных упругих волн.