Способ определения скрытой дефектности поверхности кристаллов

Союз СоветскихСоцнапнстнческикреспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет 53) УД йо делам нзобрет Опубликовано 07. 11 Дата опубликования летеньт 1) Заявитель Сибирский металлим.Серго 5 т) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКРЫТОЙ ДЕФЕКТНОСТИ ПОВЕРХНОСТИ КРИСТАЛЛОВИзобретение относится к физико- химическому исследованию твердых тел и может быть использовано для контроля поверхности облученных крис таллов, при выращивании искусственных кристаллов и приготовлении особо чис тых поверхностей, в полупроводниково микроэлектронике и т.д.Известны способы определения поверхностной дефектнбсти кристаллов путем травления и определения дефектов под микроскопом 1 1 ,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения дефектности кристаллов, включающий операции избирательного травления дефектной грани в температурно-и концентрационностабилизированном растворе травителя, сушки и исследования образовавшихся ямок травления под микроскопом.О степени скрытой дефектности поверхности кристалласудят по числу выходов дислокации, равных числямок травления, приходящихся на едницу поверхности кристалла2 . Недостатком известного способаопределения дефектности поверхности кристалла является учет лишь геометрической стороны процесса проявления скрытой дефектности: визуально о наблюдаемые Форма, положение и плотность ямок травления.При этом не учитываются кинетические закономерности происходящих при травлении процессов скорость которых определяется энерге 5 тикой поверхностных дефектов. Вчастности, процесс растворения упруго деформированной дефектной грани идет быстрее, чем свободной грани, и, следовательно, деформированная грань является в интегральном смысле более дефектной, чем свободная при той же плотности выходов дислокаций на поверхности грани.Цель изобретения - повышение достоверности структурно-кинетической информации о дефектной поверхности кристалла с одновременным повышением точности измерений. 5Поставленная цель достигается тем цто согласно спосоЬу избирательного травления в растворе, включающему операции избирательного травления дефектной грани, сушки и исследова О ния образовавшихся ямок под микроскопом, травление дефектной грани ведут при ее вертикальном расположении, измеряют зависимость линейных размеров ямок травленияот глу. 15 бины их расположения от поверхности -раствора х и определяют скрытую дефектность поверхности кристалла по тангенсу угла наклона линеаризованного участка кривой 10Ь (х) О (0)П р и м е р . Экспериментальная проверка способа проводится на при- у 5 иере избирательного травления кристаллов 1 Г е одном растворе ГеС 1, который известен как травитель за" медленного действия.Исследованию подвергаются кристал лы размером 5 5 35 мм , выколотые3из предварительно отожженных блоков. Образец одним концом закрепляется в держателе и помещается вертикально в сосуд с травителем так, чтобы его35 большая часть ( 30 мм ) находилась в жидкости, а нижний конец кристалла на расстоянии л 40 мм от дна сосуда, Время травления в этом положении составляет 10 мин. Перемешивание раствора и перемещение образца за время травления исключается. Такая длительность травления выбирается для стаЬилизации диффузионных потоков вблизи поверхности кристалла, По45 окончании травления образец промывается в спирте, высушивается и исследуется под микроскопом МБИ.В результате травления на поверхности кристалла образуются хорошо 50 ограненные октаэдрицеские ямки травления, фиксирующие места выхода дислокаций. Длины сторон ямок травления на поверхности участка кристаллаизмеряются в зависимости от расстоя ния этого участка от своЬодной по.верхности жидкости, По полученным вслицмнам строится график ( фиг,1),на котором каждой точке соответствует значение из трех измерений. График зависимости в(х ) состоит из двухчастей, причем восходящая часть соответствует травлению образца в надповерхностном слое. Нисходящий участок кривой построен в координатах1ьЬ;с Рвот ф ф"где С - приведенное время травления(фиг.2). В этих перестроенных.коорди.натах экспериментальные замеры образуют хорошо скоррелированную прямуюс практически постоянной на разныхучастках величиной дисперсии.Таким образом, способ позволяетповысить достоверность структурно кинетической информации о дефектнойповерхности кристалла, определитьинтегральную характеристику дефектной поверхности кристалла, связанную,с ее не только прочностными 1 , нои коррозионными свойствами (К ),расширяет область применимости количественного критерия дефекта поверхности, повышает точность определениякритерия поверхностной дефектности.Формула изобретенияСпособ определения скрытой дефектности поверхности кристаллов, включающий операции избирательного травления дефектной грани в температурно- и концентрационно-стабилизированном растворе травителя, сушки иисследования образовавшихся ямоктравления под микроскопом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения достоверности структурнокинетической информации о дефектной поверхности кристалла с одновременным повышением точности измерений, травление дефектной грани ведутпри ее вертикальном расположении,измеряют зависимость линейных размеров ямок травления Ь от глубины ихрасположения от поверхности кристалла по тангенсу угла наклона линеаризованного участка кривойСЬ) =1 (Ъ(х Ц-Р(0)Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кузнецов В,Д. Кристаллы икристаллизация. М., Гостехтеориздат,1954, с. 209.2. Пшеничников Ю.П. Выявление тонкой структуры кристаллов. СправочникМ "Металлургия" 1974, с.87-102972339 юг,дхЖ РЮоставитель М.Дедловскийехред Т.Маточка Корректор О, Била р А,Фролов 5/32 Тираж 887 . П ИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и от 3035, Москва, Ж, Раушская на Заказ 850 ВНодписн а СССР крытий дФилиа ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная