Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

18
щью можно исследовать структуру кристаллов, т. е. определять тип кри-
сталлической решетки и ее параметры. Если объект исследования является
многофазным, например, сплав из нескольких компонентов, то можно
идентифицировать каждую из этих фаз и определить их процентное со-
держание в сплаве. Можно изучать несовершенства кристаллической ре-
шетки, а также определять остаточные механические
напряжения в объек-
те, которые могут возникнуть, например, в результате его термообработки.
В технологии электронных средств рентгеноструктурный анализ широко
используется для определения кристаллографической ориентации крем-
ниевых слитков, выращенных методом Чохральского или бестигельной
зонной плавкой. Определив с помощью рентгеноструктурного анализа па-
раметры кристаллической решетки бинарного полупроводникового твер-
дого раствора, можно определять
и процентное соотношение компонент в
этом растворе.
В основе метода лежит явление рассеяния рентгеновских лучей ато-
мами кристаллической решетки. Известно, что в кристаллическом объекте
атомы располагаются строго упорядоченно, образуя периодическую струк-
туру, зависящую от типа решетки. Рассеяние рентгеновских лучей атомами
можно рассматривать как их зеркальное отражение от атомных плоско-
стей.
Межатомное расстояние d зависит от ориентации кристалла и описы-
вается индексами Миллера.
Пусть на поверхность кристаллического объекта падает пучок па-
раллельных монохроматических рентгеновских лучей под углом φ, где
угол φ отсчитывается от плоскости объекта (рис. 2.4). Выделим в пучке два
луча, отражающихся от соседних атомных плоскостей, и найдем разность
хода между ними. Как
следует из рисунка, разность хода Δ будет равна
2·d·sinφ. Эти лучи будут складываться друг с другом с образованием ди-
фракционных максимумов, если разность хода между ними равна целому
числу длин волн:
2·d·sinφ = n·λ, (2.2)
где n – порядок дифракционного максимума, равный 1, 2, 3 и т. д.
Выражение (2.2) носит название
формулы Вульфа – Брэгга. Как
показали
эксперименты, она выполняется с высокой
точностью, хотя и получена из заведомо
неверной физической предпосылки об от-
ражении рентгеновских лучей фиктивны-
ми атомными плоскостями. Из формулы
Вульфа – Брэгга следует, что, измеряя
экспериментально углы φ, под которыми
наблюдаются дифракционные максимумы, можно решить две задачи:
- определить длину волны рентгеновского излучения, если известно
Рис. 2.4. Рассеяние рентгеновских
лучей кристаллической решеткой

Страницы