Способ определения относительной деформации постоянной решетки полупроводниковых материалов группы а в

. 21/66 1 35 ОБРЕТЕНИЯ ПИСАН И АВТОРСКОМУ С ЕТЕЛЪСТВУ 0,6 мкм, фиксирую ния дуплета коэфф Н 2/(Н 2 Й 1) и значе жения Я на длине(71) Научно-исследовательский институт механики и физики Саратовского государственного университета(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПОСТОЯННОЙРЕШЕТКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ ГРУППЫ А В(57) Сущность: измеряют спектральную зависимость нормально отраженного излучения от полупроводникового материалагруппы АЗВ 5 в спектральном диапазоне 0,22 В 1-- определяют значение и постьяннои реш тельной.деформацв , используя прЬаа тки варительно пол ериала зависимос ную для данного мЬа ЬВ- . Значениа выбирают иэ спекрального тветству диапазона А 2, Ь, где Я 2 т значению коэффици В 2, Ь - спаду Й 2 до 0,5 Ыиич тражен табл., 3 ной радиационной защиты. Интерпретация ривых дифракционного отражения рентгеновских лучей для тонких поверхностных лоев связана с небднозйачностью решеия обратной дифракционной задачи,Наиболее близким техническим решением является способ определения относительной деформации решетки, основанный на измерении спектральной зависимости нормально отраженного излучения в спектральном диапазоне 0,2-0,6 мкм.0 состоянии кристаллической решетки судят по поведению абсолютных значений коэффициента отражения В 1 и В 2 в направлении точеки Х, соответственно. Точкамеет координаты (Ц,Ц спектрально распоится к области полу- но, к методам исслеполупроводниковых ов их получения, дифракционный споительной деформации к с н тражение решетки - ., иакристаллическ ольэую решетки рентгеновски Ьаие - по кривой дифрак д и и определен ного отражен обратной диф Недостатком д о он трудоемогическим проц л я на основанииакционной задач,нного способа является, для совмещения с техссом требует специальрешеи то, но и ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) Изобретение отно проводников, конкрет дования структуры материвлов и процесс Известен рентгено соб определения относ Ьа1791761 А максимальные значециента отражения й 1ие коэффициента отраолны Ял и по величин1791761 ложена на Е 1=3 эВ, точка Х имеет координаты 1,0,0) с Е 2 = 4,9 эВ.Недостатком данного способа является низкая разрешающая способность по коэффициенту относительной деформации решетки и некбнтролйруемый вклад нарушенного повефйостногб слоя,Целью"изобретения является повышение точности определения - .аДля этого измеряют спектральную зависимость нормально отраженного излучения в спектральном диапазоне 0,2 - 0,6 мкм, фиксируют максимумы коэффициента отражения Вг и В 1, далее измеряют значение коэффициента отражения В на длине волны Я из спектрального диапазона 5 10 ;15 20 Лз 4 Лг Ы В 2 В 1Яп Вп определяют значение коэффициента относительной деформации постоянной решетки, используя предварительно полученную для.Ьа ЬЯ ;данного материала зависимость - где Лг - длина волны, соответствующая максимуму В 2, Лз - длина волны, соответствующая коэффициенту отражения, равному.0,5 В 2.Измерение значения коэффициента отражения в области спектра чувствительной состоянию поверхности В в совокупностиЬа М полученной зависимостью -- иска Кд люцает влияние поверхности на полученны результаты и повышает точность определеЬэния - .аИзобретение поясняется чертежами, гд на фиг.1 представлены характерные спектрь отражения В 1 п в) при различной обработк поверхности. Энергия 2 - 6 эВ соответствуе "спектральному диапазону 0,2-0,6 мкм,На фиг.2,3 представлены эксперименЬа тально полученные зависимости В 1 / - /а Вг / - / и - l для различных ОаАзЬа Ьа ЬВа а Влсоответственно.Проведенное нами экспериментально изуцение подложек ОаАз с различной сте пенью обработки поверхйости и значениям коэффициента относительной деформаци решетки - обнаруМило следующую закоЬа3 25 30 35Значения Вп определяются внутри диапазона Лг-Аз на длине волны Лп; Л 2, и Язвдлины волн, соответствующие максимуму Вги спаду В 2 до 0,5 В 240 2-ой отличительный признак - использование калибровочной зависимости видаЬа Ьй-- является мерой для определенияа ъЬэе а из оптических измерений Использова 45ние относительной величины - существенно повышает точность измерений иисключает неконтролируемую однозначи 50 ность, связанную с наличием нарушенногоповерхностного слоя,Способ осуществляется следующим образом,Для определения йсследуемого типа по 55 лупроводникового материала предварительно экспериментально получаюти Ьа ЬВзависимость типа -- . Для этого дляаряда образцов независимым способомэлектрохронографически либо рентгеноЫ Вг - В 1и по рассчитанному знацению - Вп номерность; зависимости В 1- ) и Вг ( - )Ьа Ьаа аНосят неоднозначный характер, и порозньЬамало чувствительны к значению - , как поаказана на фиг,2,Проведенные исследования показали,что можно найти такую функциональную зависимость измеренных величин, котораяобесйечит высокую цувствительность к искосамому параметру - , практически.не измеанит диапазона информативности потолщине, то есть обеспечит информацию оприповерхностных слоях исследуемого образца и в то же время будет нормированной.Нормировка предусматривает освобождение от необходимости знания абсолютныхзначений коэффициентов отражения и отвлияния на них постоянных факторов, найример, шероховатости поверхности. Такойфункциональной зависимостью является Если измеряемые значения Визм лйнейно свя- ЗаНЫ С ИСТИННЫМИ, тО ЕСТЬ Виз = а 1 аг Вил, где а 1 и аг - коэффициенты, практически постоянные в диапазоне длин волн Лг-Лз, тоЬаструктурно) определяют - , Для этих жеЭобразцов снимаются спектры отражения В (Ь в) в диапазоне 2 - 6 эВ, которые охватывают переходы эона-зона в окрестно сти точек Ь, Х зоны Бриллюэна для всех материалов группы А В, Измерения могут3 5проводиться как на скоростных спектрофотометрах, так и на интегральных фоточувствительных матрицах, время срабатывания 10 которых исчисляется 1 сек. Проводят регистрацию максимумов В 1 и В 2 (см. фиг,1,2), далее измеряют значение В и на Л и строят зависимость полученных значений Лд М 15 - от -, Дальнейшее определение ЭЛд- образцов того же материала основывадется на полученной зависимости ЛЭ М 20 - . Процедура измерений сводится Э Кпк снятию спектров В (11 в) в диапазоне 2-6 эВ, определений В 1, В 2, и Вп. По полученМному значению - отыскивается искомое 25ЖЬазначение - по заранее полученной завиЭЬа ЬВсимости -- . Способ совместим соЭ нвсеми технологическими процессами, радиационного чист, может использоваться в экспресс-измерениях. Пример конкретной реализации.Экспериментально изучались образцы ОаАз различных марок, используемых в качестве подложек. Предварительно для этих образцов рентгенодифракционным способом определялся коэффициент относитель 40 ной деформации постоянной решетки - сЭ погрешностью 2.10 . В таблице приведеныЬЯполученные значения - для кажцого исследуемого образца.Для этих же образцов снимались спектры отражения В (Е) в диапазоне 2-6 эВ на . спектрофотометре М, характеризующимся точностью определения коэффициента отражения 0,5 и разрешением по длине волны 1 нМ, По полученным спектрам отражения определялись значения макси- ,. мумов В 1,В 2, проводили измерения Вп на Я 1Ьд Ыи строилась зависимость -- , предд гЪставленная на фиг,З. При использованииполученной градуи рова н ной зависимостиразрешение в определении составляет 4 х10-5 при йогрешности определения коэффициента отражения 0,5;4.Описанная процедура получения завиЬа Ясимости -- является предварительЭ Нной. Данным способом определялосьзначение образца ОаАв марки АГП.Спектр отражения снимался в диапазоне2 - 6 эВ на спектрофотометре - М - 400. ПоЬд ЬЯградуировочной зависимости - -) - найЫденному значению - - = 0,28 соответствует значение -- 14 х 10 . По независимомуЙ -5дЬаи з м е р е н и ю - рентгенодифракцион н ымдметодом получено значение - = 12 х 10,. ЬЭчто в пределах погрешности измеренийсовпадает со значением, полученным изизмерения предлагаемым способом,Ф ормула изобретенияСпособ определения относительной деформации постоянной решетки полупроводниковых материалов группы А В,заключающийся в том, что измеряют спект-ральную зависимость нормально отраженного излучения в спектральном диапазоне0,2-0,6 мкм от исследуемого материала, о тличающийся тем,что,сцельюповышения точности определения - , фиксируютЬдЭмаксимальные значения дуплета коэффициента отражения В 1 и В 2 и значение коэффициента отражения Вп на длине волны Лп поЫ Ьдвеличине - - определяют значение - , исдпользуя предварительно полученную дляЬд ЬВданного материала зависимость -д ,при этом значение Й выбирают из спектрального диапазоне(л 2, лз),гдето, Лз длина волны, при которых коэффициентотражения равен В 2 и 0,5 В 2 соответственно, а ЬВ= В 2 - В 117917 Б 1 Редактор Заказ 149 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101