Способ получения рентгеновских топограмм поликристаллов

Способ получения рентгеновских топограмм поликристаллов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам рентгеновского контроля качества материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение чувствительности к обнаружению включений в объеме. На контролируемый объект направляют узкий коллимированный пучок рентгеновских лучей, выводят объект в отражающее положение для выбранного отражения HKL и выделяют дифрагированный пучок узкой щелью и регистрируют его позиционным детектором, установленным параллельно щели. Образец сканируют вдоль одного из направлений, перпендикулярных оси гониометра и регистрируют распределение интенсивности, которое фиксируют во внешнем запоминающем устройстве. Затем образец смещают на некоторое расстояние по другой оси и вновь производят сканирование. В результате получают картину трехмерного распределения интенсивности. После этого процедуру повторяют для отражения HKL. Отработка двух полученных трехмерных картин распределения позволяет установить распределение включений контролируемой фазы в матрице с высокой чувствительностью. 2 з.п. ф-лы. 2 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1) < G 0l N 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-4 . 6IJ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К) дексами Ис1 и hkl одним линейным координатным детектором; на фиг. 2— схема устройства получения рентгеновских топограмм при одновременной регистрации двумя линейными координат- .,) ными детекторами. и

Установка включает щель 1 Соллера, кварцевый коллиматор 2 полного внешнего отражения, держатель с объектом

3, ловушку 4 пучка, щель 5 Соллера в дифрагированном пучке, ограничивающую

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

fT0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4155176/31-25 (22) 04.12 ° 86 (46) 30. 07. 89. Бил. У 28 (71) Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов АН СССР (72) В. В. Аристов и Л. Г. Набельников (53) 621.386(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1132205, кл. G Ol N 23/00, 1984.

I. Chikaura et. al. Polycrystal

scattering topography. — I. Appl.

Cryst. 1982, V. 15, М- 1. р. 48-54. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ

ТОПОГРАФ ПОЛИКРИСТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к способам рентгеновского контроля качества материалов и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения — повьппение чувстви-, тельности к обнаружению включений в обьеме. На контролируемый обьект наИзобретение относится к способам рентгеновского контроля качества материалов и может быть использовано в различных отраслях промьппленности.

Целью изобретения является повышение чувствительности к обнаружению включений в объеме.

На фиг. 1 показана схема установки для получения рентгеновских топограмм поликристаплов при последовательной регистрации отражений с ин„„80„„1497532 A 1

l правляют узкий коллимированньп пучок рентгеновских лучей, выводят обьект в отражающее положение для выбранного отражения hkl и выделяют дифрагированный пучок узкой щелью и регистрируют его позиционным детектором, установленным параллельно щели. Образец сканируют вдоль одного иэ направлений, перпендикулярных оси гониометра и регистрируют распределение интенсивности, которое фиксируют во внешнем запоминающем устройстве. 3атем образец смещают на некоторое расстояние по другой оси и вновь производят сканирование. В результате получают картину трехмерного распреде. — . ления интенсивности. После этого процедуру повторяют для отражения hkl.

Отработка двух полученных трехмерных картин распределения позволяет установить распределение включений контролируемой фазы в матрице с высокой чувствительностью 2 з.п. ф-лы. 2 ил.

1 табл.

3 1497532 щель 6 в дифрагированном пучке, ли— нейный координатный детектор 7 „На схеме показана ось гониометра О, направления линейных перемещений объек5 та Х, Y, Z, система кристаллографических плоскостей hkl, для которой

Ф происходит выделение дифрагированного пучка.

При регистрации двумя детекторами устройство содержит также плечи 8 и

9 кварцевого коллиматорного блока полного внешнего отражения, формирующие при облучении объекта два встречных соосных пучка и дополнительный 15 линейный координатный детектор 10.

Повышение чувствительности к наличию в объеме включений посторонних фаз достигается благодаря тому, что после получения топограмм при непре- 20 рывном линейном перемещении по оси У, соответствующей выделению в объеме слоя толщиной h, положение объекта относительно падающего пучка изменя-. тся путем перемещения его по оси Х на величину P,õ ь h чем обеспечивается воэможность излучения слоя за слоем всего объема объекта. Соответственно при непрерывном линейном перемещении на величину S по оси Х, ког— да выделяемый слой имеет толщину h (S + h cos 281,1, ) san 281 ц, положение объекта изменяется перемещением по оси Y на величину gY h (g(,1, ( угол дифракции для плоскостей hkl). 35

Чувствительность способа повышается благодаря введению коррекции на ослабление регистрируемой интенсивности для лучей с разными длинами путей внутри объекта. 40

Пример 1. В качестве исследуемого объекта берут кварцевую пластину размером 1х1 см и толщиной

1,5 мм с пазом глубиной 0,75+0,02 мм и шириной 0,3+0,01 мм, в который за- 45 прессован порошок кремния с размером зерна от 1 до 3 мкм. При измерениях падающий пучок пропускают через щели о1

Соллера (угол расходимости М, = 2,5 ) и кварцевый коллиматор 2 полного вне- 5<> шнего отражения, уменьшающего .ширину падающего пучка до h = 20 мкм. Дифрагированное излучение, соответствующее, дебаевской линии (200) кремния с дифракционным углом В г = 1О, 5 на излу-55 чении р,1,„, выделяют ограничивающей щельи 6 шириной Б = 50 мкм и щелью 5

Соллера (eC = 2,5"1 . Распределение интенсивности регистрируют линейным координатным детектором PKD-1 (7), имеющим линейное разрешение (7. = 300 мкм (для излучения (М,k<) . Innoz.раммы по— лучают при непрерывном перемещении объекта по одной из координат Х (или Y) при фиксированном значении второй координаты Y (соответственно

Х) . Пределы непрерывного перемецения и положения исследуемых сечений в объекте приведены в таблице. При последовательной регистрации распределение I получают в положении объекгго та, когда паз обращен к падающему пучку, после чего объект разворачивают вокруг оси гониометра 0 на 180 и получают распределение I-- . Величину

22О интенсивности Iо определяют для однородного объекта, в качестве которого берут таблетку из порошка кремния толциной 1,5 мм. По измеренным величинам 1,22о, 1-- и?, определяют рас220 пределейие фазы кремния в объекте (Х, Y, Z) . Значения О (Х, Y, Z) в средней точке интервала перемещения и полная ширина профиля 0 (Х, Y, Z) на уровне 507. максимума интенсивности приведены в таблице.

Пример 2. При реализации способа с одновременной регистрацией распределений I с, и I--, на объект, описанный в примере 1, направляют два соосных падаюцих пучка, которые пропускают через плечи 8 и 9 коллиматорного блока полного внешнего отражения и производят измерения с помощью двух детекторов PKD-1, Величину интенсивности I определяют для каждого де— тектора в отдельности и производят регулировку чувствительности детекторов до совпадения регистрируемых значений. Минимальный разрешающий объем

QV дпя предлагаемого способа может быть найден как произведение и Z на разность полной ширины профиля (Х, Y, Z) на уровне 50Х и действительных размеров паза. Согласно данным таблицы QV = 1,4 10 мм

Формула изобретения

1, Способ получения рентгеновских топограмм поликристаллов, включающий облучение объекта коллимированным пучком рентгеновских лучей, вытяну— тым вдоль направления оси гониометра

Z, выделение пучка, дифрагированного обьектом для выбранного отражения

hkl матрицы или включения контролируемой фазы, посредством системы целей и детектора, установленных под

1497532 динатных детекторов.

Вид регистрации

4аао н 3 Зт о

Значение ость в для раслределення оавы крем ни я еремеПоследовательная одним детектором

»

У»0 у I ° 5

hx»O

У ° 1,5 х » 0,6 х» 0,6 у»15

0,95

О

0,98

0,15 0, l l

О О

0,154 0,114

0 О

0,95

h x » 0,2

Ау» 1,0

&у» 0,5

hx-О

У ° О х»0 х»0

У 0

0,32

Одновременная двумя детектора. и

»

» з

У 1,5 х » 0,6 х» 0,6

0,97

О

Oi99

hx»02

hy» l,0

Ау 05

0,152 О, II3

О .О

0,155 0,115

0,93

0 ° 32

У»0 х»0 х 0

» углом 2g (hkl) путем поворота вокруг оси гониометра Z сканирование посредством относительного перемещения объекта и системы щелей с регистрацией распределения интенсивности координатным детектором с накоплением данных во внешнем запоминающем уст,ройстве, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности к обнаружению включений в обьеме, сканирование обьекта производят вдоль оси Х, перпендикулярной направлению колл«миров анного пучка, с регистра««ей распределения интенси—

I вности I (Х,Y 7.) при фиксированной

I координате Y смещают объект по оси оси Y перпендикулярной Х и Z на заданное расстояние и получают распределение интенсивности в объеме

I 1,1 (Х,YZ), затем получают таким же образом распределение интенсивности в объеме Ih)p (XYZ) в отражении (hkl) и устанавливают распределение включений контролируемой фазы В (XYZ) из соотношения

Полонения нссле- Пределы неире1в виого дуемого сечения, лераяелеинх

Нач

l (g

8(XYZ) =(I„„g (XYZ 1-„-„ (Я К))

Т ехр tрЕ (XYZ)j, 5 где I — интенсивность д«фраг«роо ванного пучка для однородного объекта;

F(X, Y, Z) — функция формы объекта.

2. Способ по п. 1, о тл ич а ю шийся тем, что переход от регистрации отражения hkl к отражению hkl осуществляют поворотом объо

15 екта íà 180 oc« Z.

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что регистрацию распределения иктенсивност« в отра20 жениях hkl u hkl осуществляют одновременно посредством двух направлен-. ных навстречу друг другу коллимированных пучков и двух установленных к ним под углом 26 (hkl) и 20 (hkl)

25 соответственно систем щелей и коор1497532

Составитель E. Сидохин

Редактор Ю. Середа Техред Л.Олийнык. Корректор Л. Патай

Заказ 4437/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101