Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Влияние структурных искажений на отражающую способность кристалла при динамической Лауэ-дифракции рентгеновских лучей Николаев, Владимир Владимирович

Для уточнения возможности получение электронной копии данной работы, отправьте
заявку на электронную почту: info@dslib.net

Николаев, Владимир Владимирович. Влияние структурных искажений на отражающую способность кристалла при динамической Лауэ-дифракции рентгеновских лучей : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.04.07.- Киев, 1993.- 18 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы. Известно, что характеристики кристаллических материалов и приборов, создаваемых на их основе, в значительной мере определяются совершенством кристаллической структуры. Поэтому структурная диагностика реальных кристаллов является актуальной задачей физики твердого тела.

В настоящее время основной объем информации о дефектах кристаллической решетки получен с помощью дифракционных методов, физическую основу которых составляет рассеяние коротковолновых излучений кристаллической реиеткой. Наряду с прямыми дифракционными методами наблюдения дефектов (электронная микроскопия, рентгеновская топография и др.) широкое распространение получили интегральные методы структурной диагностики. Их отличительной особенностью является возможность получения информации об усредненных по облучаемому объему характеристиках дефектных структур, в значительной мере определяющих макроскопические свойства твердых тел. Источником информации при атом служит угловое положение и форма интерфе-ренционногомаксимума или пространственное распределение интенсивности дифрагированного пучка. При дифракции на достаточно совершенных кристаллах важным отруктурно-чувствительньм параметром ' является интегральная отражающая способность (ИОС) кристалла.

В последние годы достигнут значительный прогресс в понимании механизмов дифракционного взаимодействия излучений с невдеальной кристаллической решеткой. Однако процесс создания общей теории рассеяния на реальных кристаллах еще не эаверщен. В настоящее время разработан ряд подходов, позволяющих более или менее адекватно описивйть процесс дифракции на кристаллах с искажениями различно-

го типа. Позтому значительный интерес представляет проверка основных результатов имеющихся вариантов динамической теории и определения границ применимости полученных выражений.

Цель работы состояла в экспериментальном изучении закономерностей динамической дифракции РЛ на кристаллах кремния с объемными или поверхностными искажениями структуры, а также проверке выражений для ИОС реального динамически рассеивающего кристалла. Кроме того, решалась задача раэвитил дифрактометрических методов определения интегральных характеристик дефектов.

Исследования проводились при варьировании степени структурного совершенства исследуемых кристаллов и уровня поглощения РЛ.

Научная новизна определяется совокупностью результатов, сформулированных в заключении диссертационной работы и приведенных в конце автореферата.

Основные, сущеотвенно новые результаты состоят в следующем:

  1. Экспериментально показано, что в случае тонких (К=уиі/^І, JU - нормальный коэффициент поглощения, і - толщина кристалла, ^= » cosBa »&в ~ у1,0^1 Брэгга) динамически рассеивающих кристаллов величина обусловленного диффузным рассеянием РЛ на дефектах относительного прироста ИОС, по сравнению с идеальным образцом, возрас- ' тает с увеличением порядка огражения. Это обстоятельство может быть использовано для увеличения чувствительности дифрактометрических методов. В безднслокационных кристаллах кремния изучены ростовые искажения структуры, которые не выявяяются топографическим методом Ланга.

  2. Показано, что используя рефлексы разных порядков от систем кристаллографически неэквивалентных плоскостей, можно выборочно установить доминирующий тип деформационных полей для фиксированных кристаллографических направлений и оценить степень анизотропии искажений решетки.

  3. Выявлены условия перехода от динамического к кинематическому режиму дифракции РЛ на кристаллах Si , содержащих ростовые дислокации. Для рефлексов разных порядков найдены значения критической плотности дислокаций, при которой происходит подавление динамических эффектов рассеяния. Определены границы применимости выражений динамической теории дифракции для дислокационных кристаллов.

  4. Экспериментально установлено, что эффект аномального прохождения некогерентно рассеянных волн оказывает существенное влияние

на процесс рассеяния РЛ диолокационными кристаллами в области промежуточных ilxh *?Ю) и больших (h »'Ю) толщин.

5, Показано, что декорирование ростовых дислокаций примесными
атомами путем диффузионного отжига может приводить как к увеличе
нию, так и к уменьшению НОС кристалла, что может восприниматься
при расчетах как оффективное изменение плотности дислокаций.

6. Установлено существенное влияние упругих напряжений кристал
лической матрицы, возникающих в процессе механической обработки
поверхности кристалла, на комплекс дифракционных параметров,

Научная и практическая омачимость работы. Полученные результаты развивают представления о влиянии кскаяений кристаллической структуры на интегральные характеристики динамической дифракции РЛ,

Значительный интерес представляют результаты экспериментальной проверки выражений для ИОС реального кристалла и определение границ их применимости.

Обоснованы критерии оптимизации условий дифрактометрического анализа, позволяющие расширить функциональные возможности методов структурной диагносгикн. Разработанные методы определения интегральных характеристик дефектных структур, Боэникающих в процессе роста кристаллов и различных физических воздействий (термообработка, механическая обработка поверхности), представляют интерес для совершенствования технологии выращивания и обработки кристаллических- материалов.

Методы контроля структурного совершенства монокристалличес-кого кремния переданы для использования в условиях производства на НПО "Кристалл" (г.Киев) и "Родон" (г.Ивано-Франковск). Полученные результаты используются в Институте физики полупроводников АН Украины и в Институте металлофизики АН Украины. Результаты диссертационной работы могут быть также использованы в Институте физики твердого тела АН России, Московском государственном универ-ситете им, М.В.Ломонооова', на НПО "Интеграл" (Беларусь).

На защиту выносятся следующие положения;

1.При лауэ-дифракции в условиях слабого поглоцепия РЛ величина относительного прироста интегральной отражающей способности реального кристалла, по отнопенио к совершенному, существенно увеличивается с ростом величины вектора дифракции, что позволяет повысить чувствительность интегральных методов структурной диагностики.

2. При дифракции РЛ в режиме эффекта Бормана существенное
влияние на величину интегральной отражающей способности кристалла
с распределенными в объеме ростовыми дислокациями оказывает эффект
аномального прохождения некогеренгно рассеянных волн.

3, В кристаллах с ростовыми дислокациями величина статическо
го фактора Дебая-Валлвра может как увеличиваться, так и уменьшать
ся, в эаписимости от степени насыщения дислокаций примесными ато
мами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были приведены в докладах на I Республиканской конференции "Динамическое рассеяние рентгеновских лучей искаженными кристаллами" (Киев ,1984), на 5 Мевдународной конференции "Свойства и структура дислоиаций в полупроводниках" (Москва, 1986), на 2 Совещании по всесоюзной межвузовской програкме "Рентген" (Черновцы, 1987), на 4 Всесоюзной конференции "Когерентное взаимодействие излучений с веществом" (Юрмала, 1988), на 12 Европейском кристаллографическом конгрессе (Москва, 1989), на 3 Совещании по всесоюзной MejKBV30BCKOH комплексной ітоогшмме "Рентген" (Чешовцы, 1989), на 3 Всесоюзной конференции по физике и технологии полупроводни-ковых пленок (Ивано-Франковск 1990) на 2-й конферешии по дина-мическощ рассеянию рентгеновских отчей в кристаллах с динамическими и статическими искажениями (Кацивели, 1990), а также обсуждались на научных семинарах Института полупроводников АН Украины.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 20 печатных работ, а аакже получено о авторских хвидетельства. .писок ксновных публикаций представлен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из Бведения, шести глав, заключения, включающего основные результаты и выводы, списка литературы из 151 наименования и приложения.. Общий объем диссертации - 217 страниц машинописного текста, включал 40 рисунков к 10 таблиц.