Способ исследования структурного совершенства монокристаллов

СОЮЭ СОВЕТСНИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОЮ р 001 М 23/ АНИЕ ИЗОБРЕТ Н АВТОРСИОМУ ЕЛЬСТВУ(21) 3375 (22) 28,1 (46 ) 15.0 (72 ) П. А сян (71) Ерев ного Знаме 00/18- ,81 .83. Б Безир н ве Тру енн иски ни г ордена ударст вого Крас универси АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ тетЬ 3) 539,12,043 И 88.81156 1 1,Пинскер 3. Г. Динамическое рассеяние рентгеновских лучей в идеальных кристаллах, И., "Наука", 1974,с. 281-293,2, Авторское свидетельство СССРИ 817552, кл, 6 01 й 23/20, 1978(54 )(57 ) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНОГО СОВЕРШЕНСТВА ИОНОКРИСТАЛЛОВ,зэключающийся в том, цтс рен 1 геновский пучок пропускают через идеальный и исследуемый монокристаллы,установленные друг аа другом по ходу рентгеновского пучка, причем рентгеновский пучок направляют под углом Вульфа-Брзгга к выбранной системе кристаллографических плоскостей идеального монокристалла и регистрируют дифракционную картину за исследуемым монокристаллом, по которой судят о его структурном совершенстве, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения чувствительности, исследуемый монокристалл устанавливают за идеальным монокристаллоМ на расстоянии, меньшем расстояния пространственного разделения дифрагированных идеальным монокристаллом пуч- а ков, и выбирают отражающие плоскости, соответствующие отражениям порядка выше первого разрешенного отра. жения от выбранной системы кристаллографических плоскостей.Изобретение относится к рентгеноструктурному анализу и предназначенодля исследования структурного совершенства монокристаллов, например полупроводниковых. 5Известен способ исследования струк"турного совершенства монокристалловрентгеновскими интенференционными методами, заключающийся в том, что монохроматический пучок рентгеновского Юизлучения направляют на трехблочныйинтерферометр, состоящий из трех параллельных толстых кристаллическихпластин, средняя из которых разделена на две части, причем одна из этих 15частей является исследуемым моно"кристаллом, а вторая представляетсобой идеальный монокристалл, регист".,рисуют распределение интенсивности вдифЪагированных третьим по ходу 20,рентгеновского пучка монокристал"лом пучках, по которому судят о наличии дефектов в исследуемом монокристалле 1 1 1,С помощью такого интерферометра 25можно с высокой точностью измерятьрешеточные повороты, изменения межплоскостных расстояний, фиксироватьдефекты, приводящие к искажению ин-.терференционных полос . 30Недостатком данного способа яв"ляется сложность изготовления трехблочного интерферометра, обусловленная высокой точностью, с которой должны выдерживаться толщины всех трехмонокристаллов, расстояния междуними и их взаимное угловое положе"ние 1 строго параллельное у . Практи-,чески это возможно сделать толькопутем изготовления интерферомет"ра из отдельного монокристалличес"кого блока, что снижает, если ве исключает вообще возможность использования этого метода для контроля реальных монокристаллов, используе. мых для производства полупроводниковых приборов.Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ исследования структурного совершенства монокристаллов, 50заключающийся в том, что рентгеновский пучок пропускают через идеальный и исследуемый монокристдллы,уС"тановленные друг за другом по ходурентгеновского пучка, причем рентгеновский пучок направляют под угломВульфа-Брэгга к выбранной системе кристаллографических плоскостей идеального монокристалла и регистрируютдифракционную картину за исследуемым монокристаллом, по которой судят о его структурном совершенстве Г 23В известном способе повышение чувствительности достигается за счетдифракционного увеличения получаемойдифракционной картины эа исследуемым объектом ( монокристаллом) с помощью более. толстого совершенногомонокристалла.Однако известный способ не позволяет исследовать незначительные нарушения кристаллической решетки исследуемого монокристалла.Цель изобретения - повышение чувствительности способа,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу исследованияструктурного совершенства монокристаллов, заключающемуся в том, чторентгеновский пучок пропускают черезидеальный и исследуемый монокристаллы установленные друг. за другом походу рентгеновского пучка, причемрентгеновский пучок направляют подуглом Вульфа-Брэгга к выбранной системе кристаллографических плоскостейидеального монокристалла и .регистрируют дифракционную картину эа исследуемым монокристаллом, по которой судят о его структурном совершенстве,исследуемый монокристалл устанавливают за идеальным монокристаллом нарасстоянии, меньшем расстояния пространственного разделения дифрагированных идеальным монокристаллом пучков, и выбирают отражающие плоскости,соответствующие отражениям порядкавыше первого разрешенного отражения от выбранной системы кристаллографических плоскостей,На .чертеже дана рентгенооптическая схема предлагаемого способа.Способ реализуют следующим образом.Первичный пучок монохроматического рентгеновского излучения 1 направляют на идеальный монокристалл 2, на котором он, подвергается дифракции. по Лауэ, разделяясь на два пучка 3 и 4, ширина которых опреде" ляется толщиной кристалла 2 и углом падения пучка 1. На расстоянии, меньшем расстояния пространственного разделения пучков 3 и 4, от монокристалла 2 установлен исследуемыйЗаказ 5822/44 Тираж 873Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5филиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул . Проектная, 4 Эмонокристалл 5, в результате чего в зоне 6 этого монокристалла имеет мес- то"взаимодействие дифрагированных/идеальным монокристаллом 2 пучков 3 :и 4Размеры области взаимодействия 6 зависят от. расстояния между кристаллами 2 и 5, В результате такого взаимодействия прошедшие через исследуемый монокриствлл 5 пучки 3 и 4 (эти пучки по существу не идентичны 1 О пучкам, дифрагированным идеальным мо- . нокристаллом 2, но распространяются они в том же направлении, в силу чего условно принимается,что это одни и те же пучки, и. сохраняется их 15 обозначение ), несут интерференционную картину, по которой можно судить о структурном соверщенстве исследуемого монокристалла 5.П р и м е рВ качестве пробной щ исследована вырезанная из единого монокристалла система, показанная на чертеже. С помощью известных методов в монокристалл 5 вводят микронарушения, Толщины монокристаллов 2 и 5 д выбраны равными 3 мм, а толщина щели 4между. ними 300 мкм. Кристалличес кая система изготовлена из монокристалла кремния. Используется излучение Мо К,.Рентгеновский пучок, направляют под углом .Вульфа-Брэгга к системе отражающих плоскостей (1,1,о ). При срав- нении дифракционных картин видно,что при .отражении от плоскостей (220 ) (порядок первого разрешенного отражения от указанной системы отражающих плоскостей ) интерференционная картина состоит из практически параллельных интерференционных линий, по которым нельзя выявить нарушения структуры, тогда как при отражении от плоскостей (440 ) интерференционные линии искривлены, т .е. несут информацию о дефектах структуры исследуемого моно- кристалла 5.Аналогичная картина получена и для системы отражающих плоскостей (1,1,1 ) при использовании отраже" ний от плоскостей(111 ) (первое раз, решенное отражение для данной системы плоскостей) и (333).