Неразрушающие методы контроля параметров полупроводниковых материалов и структур. Смирнов В.И. - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

31
объекта. При взаимодействии электронного луча с атомами объекта возни-
кает характеристическое рентгеновское излучение. Механизм его возник-
новения следующий. Если энергия электронов в луче превышает несколь-
ко килоэлектронвольт, то этого достаточно для выбивания электронов из
внутренних оболочек атомов объекта. На вакантные места переходят элек-
троны с внешних оболочек, что сопровождается испусканием электромаг
-
нитных квантов рентгеновского диапазона. Энергия и длина волны испус-
каемых квантов полностью определяются типом поверхностных атомов,
поскольку каждый атом имеет свою энергетическую структуру и, соответ-
ственно, свой спектр характеристического рентгеновского излучения. Та-
ким образом, для идентификации поверхностных атомов, т.е. для осущест-
вления химического анализа, необходимо измерить энергию или длину
волны испускаемых квантов.
Для решения этой задачи используют спектрометры с дисперсией по
длинам волн, либо с дисперсией по энергии. Принцип действия спектро-
метра с дисперсией по длинам волн поясняет рис. 3.4, в. Возникающее при
взаимодействии электронного луча с объектом характеристическое рент-
геновское излучение попадает на кристалл-анализатор и дифрагирует, т. е.
отражается по направлениям, определяемым формулой Вульфа-Брэгга
2·d·sinφ=n·λ,
где d – межплоскостное расстояние кристалла-анализатора; φ – угол паде-
ния; n – порядок дифракционного максимума (n = 1); λ – длина волны.
Отраженное рентгеновское излучение детектируется пропорцио-
нальным счетчиком, напряжение с его выхода усиливается и поступает на
вход регистрирующего устройства или в оцифрованном виде в компьютер.
Кристалл-анализатор
непрерывно поворачивается относительно объекта и
измеряется зависимость интенсивности отраженного излучения от угла па-
дения φ. Получается дифрактограмма, аналогичная той, что приведена на
рис. 2.5, б. Это позволяет определить углы, при которых наблюдаются
дифракционные максимумы. Поскольку межплоскостное расстояние кри-
сталла-анализатора известно с высокой точностью, то по формуле Вульфа–
Брэгга можно определить и
длины волн испускаемого характеристическо-
го рентгеновского излучения и, тем самым, идентифицировать тип поверх-
ностных атомов объекта. Обычно расчет длины волны не производится, а
идентификация атомов осуществляется непосредственно по измеренным
значениям φ или sinφ, для чего используют специальные таблицы или
компьютерную базу данных. Для количественного химического анализа
многокомпонентного объекта, т. е.
для определения процентного соотно-
шения всех типов атомов, находящихся на поверхности объекта, произво-
дят сравнение интенсивностей наиболее значимых дифракционных макси-
мумов для каждого типа атомов.
При использовании спектрометра с дисперсией по энергии в качест-

Страницы