Способ определения радиуса изгиба атомных плоскостей монокристаллических пластин

(э).)5 б 01 й 23/2 ИУСАМОНОллов, однитения: вливастину ствует вское на обловых и этаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Захаров Б,Г, Внутренние напряжения вэпитаксиальных структурах германия, -Электронная техника, Сер,6, Материалы,вып. 4, 1972, с.58 - 63,Носков А.Г, Измерение кривизны монокристаллов на двухкристальном спектрометре с использованием К, и КБ пучков.Приборы и техника эксперимента, 1982,М 2, стр. 181 - 183,Авторское свидетельство СССРМ 391452, кл. б 01 М 23/207, 1971.Маленков Б.А. Исследование прогибаатомных плоскостей и неплоскостности вмонокристаллических пластинах баАз. -Электронная техника, Сер.6. Материалы,вып.9 (124), 1978, с,79 - 85,Изобретение фическому анали к контролю макр никовых кристалИзвестны с монокристаллич двукристальног ные на регистра Кг, отраженны ла в схеме Брэгг и К линий, отр кристалла в сх кристаллографич относится к рентгеногразу кристаллов, в частности одеформаций полупроводлов,пособы измерения изгиба еского образца с помощью о спектрометра, основанции детектооом линий Ку и х от исследуемого кристала также на регистрации К аженных от исследуемого ме Брэгг-Лауге. Наличие еского изгиба в кристалле(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАД ИЗГИБА АТОМНЫХ ПЛОСКОСТЕЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛАСТИН (57) Использование: анализ криста контроль микродеформаций полупров ковых кристаллов. Сущность изобре перед исследуемым образцом устана ют эталон - монокристаллическую г)да материала образца, в которой отсут изгиб атомных плоскостей. Рентгена излучение направляют одновременно разец и эталон, Измеряют разницу уг положений пиков отражений образца лона. Радиус кривизны определяют и четной формуле, 1 ил,приводит к разновременному выходу точек, соответствующих условию Брэгге, для длин волн К и К Кв отражающее положение ввиду их разориентации на угол р. При этом радиус изгиба пропорционален величинам:- (расстояние от монохроматора до кристалла) и 1/Л 11 или 1/ЛАг, (Ьа 1= Кы, - К 0 разность длин волн пучков К и К; ЛХг =Ъ= А К, - А К - разность длин волн пучков К Недостатками данного способа являют я низкая разрешающая способность (мак имальное значение измеренной величинь=20 где Й - радиус кривизны;- расстояние между измеряемыми 1-йи (+1)-й точками;4Лр), Лр ) - отклонение угловогоположения образца относительно эталона,измеренное в точкахи +1.В качестве эталона используют монокристаллическую пластину, близкую по пара метрам к исследуемому образцу,толщиной 2 - 5 мм, с обработкой поверхности по 14-му классу, в которой отсутствуетизгиб атомных плоскостей,Данный способ позволяет проводить 5измерения изгиба монокристаллическихпластин и пленок кремния, германия, сапфира и т,д. после проведения на них различных технологических процессов (резка,полировка, эпитаксия и т.п.) на серийно вы/радиусом В. Величина угла между точками 1и 2 равнаЛр - Лу ) . Из отношения .к Лу- Лропределяют радиус изгиба, 5Жесткое скрепление эталона и образца(установка их на единое сканирующее основание) позволяет исключить ошибки измерения, связанные с точностью системысканирования. Это приводит не только к упрощению способа, но и самого устройства,так как исключается необходимость в сложном прецизионном оптическом устройствеАК,25.Отклонение углового положения образца относительно эталона Л р" определяется по разнице в угловом положении пиковотражения рентгеновских лучей.Угловое расстояние между пиками зависит от начальной установки эталона относительно образца в определенное угловоеположение, что позволяет проводить раздельную запись кривых отражения от эталона и образца и их автоматическуюобработку и тем самым повысить точность 25измерений,Однократная настройка исследуемогообразца в условия Брэгга и установка эталона в заданное угловое положение в начальной точке приводит к сокращению времени 30проведения измерений,Зная расстояниемежду исследуемыми точками и разность угловых положениймежду ними, определяют радиус кривизныпо формуле 35П р и м е р 2, На криста устанавливают образец моно ского кремния марки КДБ 10(1 ром 76 мм, толщиной 0,38 сторона образца отполиров класса чистоты, нерабочая сто абразивной резки. лодержател ь кристалличе)4 диаметмм, Рабочая ана до 14-го рона - после пускаемых промышленностью одно- и двукристальных дифрактометрах.П р и м е р 1, На кристаллодержатель устанавливают образец монокристаллического кремния марки КДБ 10 (111) 4 О, Д 76 мм, толщиной 3 мм, отполированный до 14-го класса чистоты.Образец устанавливают таким образом, чтобы его поверхность была параллельна оси гониометра и рентгеновский луч скользил по рабочей поверхности образца. Перед исследуемым образцом на одно основание на расстоянии 1 мм от него устанавливают эталон - монокристаллическую пластину толщиной 2 мм, отполированную до 14-го класса чистоты, Эталон жестко закрепляют перед образцом таким образом, чтобы его атомные плоскости были разориентированы относительно соответствующих плоскостей образца на 80 - 129 угл,с. и эталон перекрывал часть интенсивности рентгеновского луча, падающего на образец.Устанавливают детектор БДС на угол 2 ОБ=28,44 и поворачивают образец с эталоном одновременно вокруг вертикальной оси гониометра в отражающее положение, соответствующее условию Брэгга фь = =14,22 ), и проводят одновременно запись кривых качания от исследуемого образца и эталона.Находят отклонение углового положения образца относительно эталона по расстоянию между пиками кривых качания из соотношения Лр- М и, где М - масштаб(1)ный коэффициент, угл.с/мм; Ь - расстояние между пиками кривых качания.Угол Лу ) для первой точки измерения составил 100+4 угл,с,Смещают эталон и образец в собственной плоскости относительно рентгеновского луча на расстоянии 10 мм от первой точки измерения, производят запись кривых качания от исследуемого образца и эталона в этой точке и определяют угол Ь р ) =104-4, Так как в пределах ошибки .4 (ЛЗгкг - Лр-0, то изгиб образца практически отсутствует,Настройка и измерение радиуса изгиба пластины кремнияф 76 мм составляет не более 10 мин.Зб 0- 10 м,й = 206,34 Образец устанавливают таким образом, чтобы его поверхность была параллельна оси гониометра и рентгеновский луч скользил по рабочей поверхности образца.Перед исследуемым образцом на одно 5 основание на расстоянии 3 мм от него устанавливают эталон - монокристаллическую пластину толщиной 5 мм, отполированную до 14-го класса чистоты. Эталон жестко закреплен перед образцом таким образом, 10 чтобы его атомные плоскости были разориентированы относительно соответствующих плоскостей на 80 - 120 угл,с, (для удобства настройки) и эталон перекрывал часть интенсивности рентгеновского луча 15 падающего на образец.Устанавливают детектор БДС на угол 2 06=28,44 и поворачивают образец с эталоном одновременно вокруг вертикальной оси гониометра. в отражающее положе ние, соответствующее условию Брэгга (ОБ =14 22 )Находят отклонение углового положения образца относительно эталона по расстоянию между пиками кривых качания из 25 соотношения Лр=М и. Угол Лфдля(11 1,1 первой точки измерения составил 110 угл,с.Смещают эталон и образец в собственной плоскости относительно рентгеновского луча на расстояние 10 мм от первой точки измерения, проводят запись кривых качания от исследуемою образца в этой точке и определяют Лр=310 угл.с, Радиус кри(г)визны вычисляют по формуле 35 Из примера видно, что образец изогнутза счет эффекта Тваймана, так как пластина 40обработана асимметрично,Таким образом, предлагаемое решение позволяет повысить разрешающую способность и упростить способ,Использование изобретения обеспечивает повышение разрешающей способности способа - в 3 раза (по прототипу точность измерения составляет +14, по предлагаемому способу -4"), упрощение способа и повышение производительности его в 2 раза; упрощение самого устройства за счет исключения сложного прецизионного оптического устройства,Формула изобретения Способ определения радиуса изгиба атомных плоскостей монокристаллических пластин, основанный на измерении угловых положений дифракционных пиков в нескольких фиксированных точках образца при сканировании его в собственной плоскости, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения разрешающей способности и упрощения способа, перед исследуемым образцом устанавливают жестко с ним связанный эталон, представляющий собой монокристаллическую пластину материала образца, в которой отсутствует изгиб атомных плоскостей, рентгеновское излучение направляют одновременно на образец и эталон, измеряют разницу угловых положений пиков отражений образца ообр и эталона рот и определяют радиус кривизны атомных плоскостей образца В по формуле- расстояние межцу точками, в которых проводятся измерения.1744611 Составитель С. АфанасьевТехред М.Моргентал Корректор О, Кравцов едактор Л. Веселовск Заказ 2194 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 изводственн