Устройство для исследования совер-шенства структуры монокристалли-ческих слоев

Союз СоветскмнСоциелмстмчесммхРеспублик ОП ИСАЙ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 )М. Кл,С 01 М 23/20 с присоедннением заявки М Ьеударственнмй кфмнтет СССР ав делам нзебретеннй н Ртнрмтнй(53) УДК 548,73: :543.53 ( 088. 8) Опубликовано 30.01.81. Бюллетень РЙ 4 Дата опубликования описания 30,01.81 А. М. Афанасьев, В. П. Болдырев, Р. М. Имамов,Э ф Л 72) Авторы(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВЕРШЕНСТВА СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СЛОЕВИзобретение относитт:я к аппаратуредля анализа тонких монокристаллическихслоев методом возбуждения вторичнойэмиссии из исследуемого слоя с помощьюрентгеновского излучения,Известно устройство для исследоаниямонокристаллических слоев, содержащееисточник излучения, кристалл-монохроматор, установленные в вакуумной камере держатель с исследуемым образцом идетектор вторичной эмиссии, детекторотраженного от поверхности исследуемого образца монохроматического пучка.Монохроматизированный рентгеновскийпучок источника направляют на образецв области углов полного внешнего отражения и регистрируют изменение выхода вторичной эмиссии в зависимости отугла падения возбуждающего пучка наобразец 111,Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для исследования совершенства структуры монокристаллическик слоев, содер 2жащее источник излучения, кристалл-монохроматор, установленные в вакуумном корпусе держатель иссследуемого образца и детектор вторичной эмиссии с поверкности образца, детектор дифрагированного образцом излучения, В этом устройстве существует возможность измерения угловой зависимости выхода вторичного излучения с поверхности образца в условияк брэгговской дифракции возбуждающего рентгеновского пучка 21Недостатком указаннык устройств является их конструктивная сложность, связанная с необходимостью использовенйя вакуумной камеры, в которой устанавливают держатель образца и детектор вторичной эмиссии с поверхности образца, Это требует использования сложных вакуумнык электрических вводов, специальной гониометрической головки для наклонов вакуумной камеры и т, д. Кроме того, устройства характеризуются громоздкостью, ограниченными функциональными возможностями, поскольку в ник можно исследо836 4Устройство работает следующим образом,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 3 800вать образцы только в относительно узком угловом диапазоне, определяемомэкранированием первичного и дифрагированного пучков детектором вторичнойэмиссии, устанавливаемым по возможности близко к поверхности образца.Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение функциональных воэможностей устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для исследования совершенства структуры монокристаллических слоев, содержащем источник излучения, кристалл-монохроматор, держательисследуемого образца, цетектор вторичнойэмиссии с поверхности образца и детектор дифрагированного образцом излучения, детектор вторичной эмиссии выполнен в виде газонаполненной камеры состенками, прозрачными для рентгеновского излучения, снабженной электродами,причем внутри укаэанной камеры расположен держатель исследуемого образца,который представляет собой один изэлектродов камеры.При этом газонаполненная камера содержит два нитевых электрода, расположенных по разные стороны от держателяобразца, который установлен с возможностью перемещения относительно электродов.На фиг. 1 схематически изображенопредлагаемое устройство; на фиг. 2 гаэонаполненная камера,Устройство содержит источник 1 излучения, коллектор 2, блок 3 монохроматора, имеющего один или цва кристалламонохроматора, детектор вторичной эмиссии в виде газонаполненной камеры 4 снаходящимся в ней держателем образца,установленной на гониометрической головке главного гониометра 5, и детектор 6 дифрагированного образцом излучения.Камера 4 представляет собой объем 7,внутри которого расположены держательс образцом 8, нитевые электроды 9 и10. Держатель с образцом с помощьюустройства 11 может перемещаться относительно электродов. Камера такжеимеет два штуцера 12, служащих цляввода и вывода газовой смеси, наполняющей объем, и два окна 13, прозрачныхдля рентгеновских лучей, Напряжениеподается на держатель с образцом и одиниз электродов 9 или 10, что соответствует исслецованию образца при брэгговской или лауэвской дифракции (на просвет). Предварительно коллимированное и монохроматизированное рентгеновское излучение падает под брэгговским углом на исследуемый образец 8, расположенный внутри камеры 4, которая установлена на гониометрической головке главного гониометра 5. При этом происходит вторичная эмиссия, например, фотоэлектроны внешней фотоэмиссии вылетают иэ кристалла непосрецственно в газовую смесь, ионизируя ее. Возникающие при ионизации в газе заряженные частицы благодаря приложенному между кристаллом и электродом напряжению собираются и регистрируются в виде полезного сигнала, оптимальная величина которого регистрируется выбором расстояния между поверхностью кристалла и нитью путем перемещения кристалла.При повороте гониометрической головки с камерой и кристаллом вблизи точного значения угла дифракции регистрируется кривая распределения интенсивности выхода вторичной эмиссии в зависимости от изменения угла падения лучей на кристалл, Детектор, одновременно измеряющий интенсивность дифрагированных исследуемым кристаллом лучей через прозрачные для рентгена окна камеры, фиксирует при этом обычную кривую цифракционного отражения.Конструкция камеры универсальна - она позволяет измерять угловые зависимости интенсивности вторичного излучения как цля случая брэгговской дифракции, так и для случая лауэвской дифракции, С этой целью с двух торцовых сторон камеры 4 сделаны окна 13 и 14, прозрачные для рентгеновского излучения, а внутрь ней введены два электрода 9 и 1 0 (две нити): один - со стороны входной, другОй - со стороны выходной ( для рентгеновского излучения) поверхности кристалла. Подавая высокое напряжение между держателем с образцом 8 и первой нитью 9 можно провоцить измерения по схеме брэгговской дифракции,прикладывая напряжение между ними и второй нитью 10 - по схеме лауэвской дифракции. Перемещение держателя с образцом относительно нитей позволяет выбрать оптимальные условия получения информации.Таким образом, предлагаемое устройство для исследования совершенства структуры монокристаллических слоев позволяет значительно упростить про5 800836 6цедуру измерения вторичных процессов в ми, прозрачными для рентгеновского изусловиях динамической дифракции и рас лучения, снабженной электродами, причемширить воэможности их исследования эа внутри указанной камеры установлен дерсчет существенного расширения. углового жатель исследуемого образца, которыйдиапазона работы устройства. представляет собой один из электродовкамеры.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а -формула изобретения ю щ е е с я тем, что газонаполненнаякамера содержит два нитевых электрода,1, Устройство для исследования со О расположенных по разные стороны отвершенства структуры монокристалличес- держателя образца, который установленких слоев, содержащее источник излуче- с возможностью перемещения относительния, кристаллмонохроматор, держатвпь но электродов.исследуемого образца, детектор вторичной эмиссии с поверхности образца и Источники информации,детектор дифрагированного образцом из- принятые во внимание при экспертизелучения о т л и ч а ю щ е е с я тем,11. Заявка францииМ 2394798,что, с целью упрощения конструкции и кл. Я 01 М 23/20, опублик. 1979.расширения функциональных возможностей, 2. Авторское свидетельство СССРдетектор вторичной эмиссии выполнен в О М 543858, кл, С 01 М 23/22, 1975виде газонаполненной камеры со стенка- ( прототип),Составитель К, КононовРедактор И. Михеева Техред М.Коштура Корректор С, ШекмарЗаказ 10408/57 Тираж 818 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4