Способ определения параметров поверхностного слоя реального монокристалла

ОЮЗ СОВЕТСНИХОЯИАЛИСТИЧЕСНИ СПУБЛИК 191 О 1) А 1 504 С О 1 САНИЕ И ОБРЕТЕН ТЕЛЬСТВУ А ВТОРСИОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) Гинье А. Рентгенография кристаллов. М.; ГИ Физ.-мат. литературы, 1961, с. 132.Вопве П. ег а 1. Е 1 п гопгя еподгарЬ 1 всйея ЧегйаЬгеп гцг Меяяцпя йег Чегге 11 цп 8 я - Кцгуе бег С 1 ггегЕопяга геп цпй пегяеЬеп - епог 1 епГ 1 егцпреп ап ЕпЕгдяга 11 еп Ее 1 гвсйг 1 Гг гцг РЬувИс, 1964, 178, 22 1-225.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ РЕАЛЬНОГО МОНОКРИСТАППА(57) Изобретение относится к исследованию материалов с помощью дифракции рентгеновских лучей. Цель изобретения - повышение экспрессностиспособа. Предложен способ, позволяющий построить распределение по углам мозаик в нарушенном слое реаль-,ного монокристалла и выделить изинтегральной кривой качания исследуемого монокристалла ту ее часть,Физическое уширение которой определяется только изменением периода решетки в исследуемом слое, а ростинтегральной интенсивности - еготолщиной. Способ реализуется на трехкристальном спектрометре в положении (и, -п,п.) в режиме совместноговращения исследуемого монокристаллаи высокоразрешающего кристалпа-анализатора с соотношением скоростей1:2. 1 ил.1303913 55 Изобретение относится к исследованию материалов с помощью дифракциирентгеновских лучей, точнее к измерению параметров нарушенного поверхностного слоя монокристалла.Цель изобретения - повышение экспрессности способа, а также уточнение значения его интегральной интенсивности,На чертеже представлена схема дифракции в обратном пространстве.Исследуемый монокристалл устанавливают на трехкристальный спектрометр в положении (и, -пп) между крисЬталлом-монохроматором и кристалломанализатором, облучают параллельныммонохроматическим пучком рентгеновсФкого излучения, дифрагированного накристалле-монохроматоре, вращают исследуемый монокристалл и кристалланализатор вокруг оси, перпендикулярной плоскости дифракции, снимают кривую его дифракционного отражения,измеряют ее параметры: интегральнуюинтенсивность и полуширину, определяют изменение периода решетки в нару-.шенном слое и его толщину, при этомкривые дифракционного отражения снимаются при совместном вращении исследуемого монокристалла и кристаллаанализатора с соотношением скоростей 1;2, а интегральная интенсивностьопределяется из соотношения где Я - число импульсов;Я - угловая скорость вращенияисследуемого монокристалла;1 - падающий на монокристаллопучок рентгеновского излучения;- эффективность кристалла-анализатора.Измерения позволяют построить дифракционный профиль, параметры которого определяются только изменением периода .решетки в нарушенном слое и его толщиной, за один цикл измерений. Используя выражение (1), можно вычислить интегральную интенсивность полученного дифракционного профиля. Наиболее наглядно реализация предлагаемого способа может быть представлена на схеме дифракции в обратном пространстве (см.чертеж). Изменение углового положения исследуемого монокристалла с соответствует на даннойсхеме повороту вектора обратной решетки 3 на угол О вокруг нулевого узла обратной решетки. Вращение кристалла-анализатора на уголотвечает повороту вектора дифракции Кдвокруг центра сферы Эвальда на угол 3,Как видно из чертежа, при поворотеисследуемого монокристалла на угол Ки кристалла-анализатора на угол=20конец дифракционного вектора К ивектора обратной решетки и пересекаются на сфере Эвальда, что соответствует динамической дифрации на областях когерентного рассеяния дляданного углового положения исследуемого монокристалла. Таким образом,проводя измерения в режиме совместного вращения исследуемого монокристалла и кристалла-анализатора ссоотношением скоростей 1:2, можно записать динамический профиль дифракционного отражения, параметрыкоторого определяются только видом 25 распределения периода решетки в нарушенном слое и его толщиной.П р и м е р, Построение дифракционного профиля полупроводниковогомонокристалла кремния, отражение (111)130 и определение его параметров: интегральной интенсивности и цолуширины.ИсследованА проводились на трех"кристальном спектрометре в положении(1,-1, 1), где исследуемый монокристалл кремния устанавливается междуассиметричнымн кристаплом-монохроматором (Ь, = -0,018) и кристаллом"анализатором (Ь = -39,2), ИзлученияСи К (Ъ =1,54 А), вертикальная рас ходнмость рентгеновского излучения4 х 10 рад. Трехкристальный спектрометр настраивается на максимальное пропускание, при этом исследуемый монокристалл и кристалл-анализатор последовательно выводятся в положение максимального отражения, Совместно вращая указанные кристаллы с соотношением скоростей 1:2, выводят их иэ отражающего положения, а затем прописывают дифракционный профиль в том же режиме сканирования кристаллов, но в обратном направлении, регистрируют интенсивность и полушнрину. Согласновыражению (1) определяют интегральную интенсивность К. Построенные дифракционные профили имели полуширину,равную 7,9 угл,с, а рассчитанная поСоставитель Т.Вла Техред А.Кравчук мирова0Корректор Е.Рошко едактор А.Долини Тираж 777 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж,Заказ 1302/44 исн о комитета СССРоткрытийРаушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,3 1303 формуле (1) интегральная интенсивность составила 40,2 рад. Время измерения согласно данному изобретению составило 0,5 ч,Предлагаемый способ позволяет повысить экспрессность определения параметров дифракционного профиля и определить уточненные значения параметров интегральной интенсивности, а следовательно,и более точные значения пара метров нарушенного слоя монокристалла. Уточнение толщины нарушенного слоя, возникающего, например, в результате нарезания полупроводниковых пластин, позволяет экономить сырье прн 15 определении глубины технологического стравливания. Формула изобретения Способ определения параметров поверхностного слоя реального моно-: э 4кристалла, заключающийся в том, что исследуемый монокристалл устанавливают на трехкристальный спектрометр между кристаллом-монохроматором и кристаллом-анализатором, направляют на него пучок монохроматического рентгеновского излучения, дифрагированного на кристалле-монохроматоре, вращают исследуемый монокристалл и кристалл-анализатор вокруг осей, перпендикулярных плоскости дифракции, снимают дифракционный профиль, измеряют его параметры, по которым определяют изменение периода решетки в нарушенном слое и его толщину, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экспрессности способа, вращение исследуемого моно- кристалла и кристалла-анализатора осу,-ществляют совместно с соотношением скоростей 1:2.