Способ определения упругой деформации в эпитаксиальных системах

Изобретение относится к рентгено= структурному анализу, а именно к рент геновской тензометрии эпитаксиальных слоев, и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии и электронной промышленности, 5Известен способ определения напряжений в эпитаксиальных системах по кривизне изгиба бикристалла 1.Этот способ не позволяет определить остаточную деформацию решетки, если 10 в системах хотя бы частично происходил процесс релаксации напряжений.Известен также способ определения деформации в эпитаксиальных системах, включающий облучение образца и регистрацию брэгговских отражений для плоскостей, нормаль к которым составляет угол М 0 - 90 с нормалью к поверхности образца. ДеФормации крис таллической решетки определяются по положению брэгговских рефлексов от различных плоскостей (пК 1) 2 3.Известный способ весьма трудоемок и для повышения точности анализа требует прецизионной регистрации отражений с большим значением брэгговского угла ОКроме того, иэ-за "тетрагональных" искажений решетки в упругонапряженных эпитаксиальных системах для их анализа не удается применить стан- ЗО дартные съемки. 8 - 20 сканированием или схему типа Бонда.Целью изобретения является упрощение способа и повышение экспрессности анализа. 35Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения упругой деформации в эпитаксиальных системах, включающему облучение образца, регистрацию брэгговских,стра О жений для плоскостей, нормаль к кото рым составляет угол ч 0 -90 с норо малью к поверхности образца, регистрируют серию О - 26 кривых для отражений одинаково ориентированных в ненапряженном состоянии кристаллографических плоскостей пленки и подложки, причем перед регистрацией каждой последующей кривой смещают цель счетчика вдоль дифракционного вектора, вычисляют угол раэориентации кристал лографических плоскостей,по ФормулеСгВ 1-2 г В,-,гдед 2 ц ид"20,- - измеренные отсчетыуглового смещения 55щели, соответствующиемаксимальной интенсивности О - 20рефлексов пленки (1)и подложки (П), 6 О и по величине разориентации определяют деформацию решетки по формуле- деформация кристаллической решеткипленки и подложкивдоль 1-й оси ортогонального базиса,оси 1 и 2 котороголежат в плоскостимежфазной границы,и 1 в - коэффициент Пуассона1 1(пленки и подложки.Способ основан на измерении разориентации кристаллографических плоскостей пленки и подложки, возникающейв результате тетрагональных искажений кристаллической решетки, обусловленных макронапряжениями в эпитаксиальной системе.Способ осуществляют следующим образом,При облучении бикристалла, установленного на гониометре, например,рентгеновским пучком предварительнопроизводят его стандартную юстировкуи находят отражение с углом Ю , близким к 45 о. Затем вращением образцавокруг главной оси гониометра при неподвижном счетчике (ш - сканированиепредварительно находят максимум интенсивности отражения от плоскостей(Ь;,К;,1-) подложки, После этого передсчетчиком устанавливается узкая щельи вращением счетчика при неподвижномобразце определяют положение, соответствующее максимуму интенсивностирассеяния. При большой ширине кривойкачания, обусловленной неоднородностью межплоскостных расстояний, принеподвижном счетчике с узкой щельюрегистрируют кривую качания и по положению ее максимума определяют уголповорота образца, соответствующийустановленному положению счетчика.Такая схемка позволяет резко снизитьширину кривой качания и повыситьточность определения угла поворотаобразца,Зафиксировав отвечающие наибольшей интенсивности углы поворота образца и счетчика, аналогичную процедуру проводят длясоответствуюших кристаллографических плоскостей эпитаксиального слоя (Ь 1 Л 111), которые приотсутствии напряженйй параллельныплоскостям (Ь-К;1-) подложки. Затемвычисляют различие в углах поворотаобразца для отражений подложки иэпитаксиального слоя, приводя их кодному значению угла поворота счетчика путем О - 28 сканирования,Прецизионное определение разницыв углах поворота образца, соответствующей искомой раэориентации плоскостей (Ь 1 Ы 11 ) и (Ьр Ыр 1), производят путем съемки серйи 9 - 20 кривых, варьируя положение Р 29 узкойщели перед счетчиком. Такие съемкипозволяют избежать уширЕния, обусловленного разориентировками, а угол1081490 град Способы Рефлекс подложки (111 с 1 -) РеФлекспленки( К 1 ) Образец Толщинапленки,мкм Предлагаемый Известный Угловая Я 103 раэориентация йУград(884 ) 2,6 70 Состав итель Т, Владимиров аРедактор В, Данко Техред Т.Фанта КорректорГ,Решетник Заказ 1538/37 Тираж 823 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д,4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 разориентации плоскостей пленки и подложки находят по формуле д 9 = 1/2 (д"2 В,-аЕ;, ), где Р 20 и о 267 отсче ты углового смещения щели, соответствующие максимальной интенсивности 8 - 28 рефлекса от пленки (1) и под ложки (П).П р и м е р . Проводился анализ остаточной деформации .Я в системе М ИпГе 04. Результаты измерений предлагаемым и известным способом 1 О (в 1 п 9) представлены в таблице.Для определения величины Е известным способом потребовалось при тщательной юстировке регистрировать рефлексы подложки:(008) Сц-К, = 0; 15 ( 135 )Сц-К4 =: 32 , ( 424 )Сц-К ,У = 48; (442)Сц-К ,= 70 , и пленки: (00,16)Сц-.К, М = О, (26,10)Сц-К32 ф, (848)Сц-К,(, Ч, 48 о,(884) Сц - К , У = 70. Рентгеносъемка одного образца на дифрактометре требует около 10 ч. С помощью предлагаемого способа угловая разориентация была определена путем оцепления столика со счетчиком вручную и не потребовалось вообще проведения каких-либо рентгеносъемок. Время измерений определяется, в основном, временем поиска рефлекса от одного типа наклонных плоскостей и не превышает нескольких минут.Таким образом, по сравнению с известными предлагаемый способ значительно снижает сложность и трудоемкость анализа и повышает его экспрессивность за счет возможности определения напряжений путем экспрессной регистрации лишь одной пары рефлексов пленки и подложки.