Держатель монокристаллов длярентгеновского дифрактометра

Держатель монокристаллов длярентгеновского дифрактометра

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Й И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРС НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск ил

Социалистические

Республик (6 ) Допол н и тельное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 23. 10, 79 (2! ) 2831045/18-25 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет (51-)М. Кд.

G 01 N 23/20

1ааудерстееиный комитет

СССР ло делам изабретеиий и открытий

Опубликовано 23,06. 81. Бюллетень 1те 23 . (53) УДК 621. .386(088,8) Дата опубликования описания 27.06,81

В. К, Гаврилюк, П, И. Ременюк, и В, Г . Фомин ! (72) Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени завод чистых металлов имени 50-летия СССР (7I) Заявитель (54) ДЕРЖАТЕЛЬ ИОНОКРИСТАЛЛОВ ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКОГО

ДИФРАКТОМЕТРА

Изобретение относится к ренгеноструктурному анализу, в частности к рентгенодифрактометрии монокристаллических слитков полупроводников, и может быть использовано при определении заданной кристаллографической плоскости базового среза, параплельного оси базового среза оси цилиндрического слитка, предназначенного для изготовления эпитаксиальных подложек. l0

Известен держатель монокристаллов для дифрактометра, который позволяет определять ориентировку заданных кристаллографических плоскостей, параллельных оси цилиндра, Держатель со-!

5 держит основание, поворотный кронштейн со шкалой и приспособление для ,поворота монокристалла на 20 $ 1).

Недостатком держателя являются: невозможность проведения ориентирования базового среза в один прием без предварительной ориентации торца слитка и применение станка для резки; необходимость использования "пробных" пластин для нахождения точной ориентировки базового среза относительно режущего диска станка, что ведет к повышенному расходу дорогостоящих полчпровопниковых матеоиалов; неизбежность в ограничении длины ориентируемого слитка величиной внутреннего диаметра режущего диска.

Наиболее близким техническим решением является держатель монокристалла, включающий зажимное устройство с механизмом вращения, связанным с приводом $2).

Однако это устройство не позволяет проводить непосредственную ориентировку кристаллографических плоскостей, параллельных оси цилиндрического слитка, что не дает возможность понизить погрешность ориентировки менее менее . Кроме того, нахождение следа плоскости, параллельной оси слитка, по плоскости, наклонной к оси, с помощью данного устройства занимает относительно много времени (10-15мин), 3 8407!

Целью изобретения является повышение точности и экспрессности ориентировки кристаллографических плоскостей цилиндрического монокристалла, параллельных оси цилиндра, Поставленная цель достигается тем, что в держателе монокристалла для рентгеновского дифрактометра, включающем зажимное устройство с механизмом вращения, связанным с приводом, зажимное 1р устройство держателя выполнено в виде, .по крайней мере, двух систем роликов, расположенных в параллельных плоскос-. тях, а механизм вращения содержит фрикционный ролик с прижимом, связанный с приводом поворота, Каждая система роликов зажимного устройства содержит фиксирующий направляющий ролик иподси-, стему прижимных роликов, подвижных в плоскости, перпендикулярной оси их вращения.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 то же нид сверху (сечение А-А).

Держатель 1 монокристалла состоит из 2-х фиксирующих направляющих роликов 2,4-х прижимных роликов 3, опорного шарика 4 с гайкой и винтом 5, которые обеспечивают горизонтальное перемещение шарика, пружинного приспособления в виде рычажка включения

6 и пружин 7 и 8 для незаяисимого поджима прижимных рликов 3 (пружина

7) и фрикционного ролика 9 (пружина

u} „ механизм вращения монокристалла 35 вокруг вертикальной оси, параллельной оси рентгенгониометра и смещенной относительно оптического центра гониометра на величину радиуса монокристалла, включающий фрикционный ролик 9 и 4р гибкий трос 10, связующий ролик 9 с приводом 11 поворота. Для фиксации, разметки монокристалла служит ленейка-шаблон 12. Установочные винты 13 обеспечивают юстировку предлагаемого устрой- 45 ства относительно оптической оси рентгенгониметра, т.е. выведение образующей монокристалла на вертикальную ось вращения рентгенгониометра.

Для определения положения заданной 50 кристаллографической плоскости, параллельной оси цилиндрического монокрис7 4 галла, относительно его геометричес— ких координат (образующие цилиндрической поверхности и торцы монокристалла), устройство устанавливают на рентгенгониометр и с помощью устанс.вочных винтов 10 проводят его юстировку таким образом чтобы образующая цилин.дрического слитка совпадала с вертикальной осью гониометра, а рентгеновский пучок падал на образующую под углом 90О, Детектор рентгеновского излучения рентгенониометра устанавливают на соответствующий угол 2 !8— брегговский угол) относительно первичного пучка и, вращая маховичек 9, через гибкий трос 10 и фрикционный ролик 6, приводят во вращение монокристалл 1 вокруг его оси. После достижения максимальной интенсивности отражения рентгеновских лучей, вращение прекращают, положение монокристалла фиксируют линейкой-шаблоном и проводят следы искомой плоскости ча торце и цилиндрической поверхности кристалла также с помощью линейки-шаблона.

Работу преплагаемого устройства проверяют с помощью рентгеновской установки ДРОН-2 на примере изготовлиния базового среза у цилиндрических (откалиброванных) монокристаплов кремния диаметром 40 и 60 мм. (Всего 20 кристаллов). В качестве плоскости базового срез выбрана плоскость 1!Ojj, параллельная оси монокристалла. (111) . Применяют излучение

CuKd, После определения положения плоскости типа !!0 в слитке, параллельно плоскости изготовляют базовый срез (шлиф)

Максимальный угол отклонения плоскости $110) от плоскости шлифа заносят в таблицу. В таблице также фиксируют время, затраченное на ориентирование одного слитка, Для сравнения в таблице приведены результаты измерений погрешностей и необходимого времени при нахождении ориентировки плоскостей %110), параллельных оси цилиндрических монокристаллов кремния, полученных с помощью известного устройства.

840717

Угол от

Диаметр кристалУгол от. Время необхоВремя, еобхоОбраОбра зец, У клонени базовог клонения базового димое для определения ориентировки базового имое дл зец, г, о среза о (110, град определения среза от

gi Го, ла ориента ций базового град среза, мин среза, мин

0,7 1

0 6 2

0,3 3

0 5 4

0,4 5

0,1 6

0,3 7

11,5

1 2,5

2 I 5

3 3

2,5

9,5

1,5

10,0

l,5

10,5

1,5

2,0

15,0

3,0

9,0

0,2 8 12,0

2,5

3,0

1l 5

0,5 9

0,6 10

1,5

10,5

2,6

10,1

2,70 0,42

Средн.

ll 14,5

l2 13,5

13 13,5

14 12,0

15 9,0

5,0

11 20 04

12 4,5 0,1

l3 1,5 0,3

l4 4,0 0,3

15 35 04

16 115 0 ° 5

l7 20 02

182001

19 30 02

20 15 06

3,0

5,0

2,5

3 5

3,0

16 9,5

17 1 1,5

18 10,5

19 15,0

20 14,5

2,5

4,0

2,0

2,5

3,3

2, 55 О, 31 Среди, 12,4

Средн.

Предлагаемое устройство

4 3,5

5 2,5

6 2

7 4,0

8 3,0

9 2,5

10 2,5

Известное устройство

7 840717

Из таблицы следует, что среднее время, необходимое при определений . положении заданной кристаллографической плоскости .оси цилиндрического монокристалла, в предлагаемом устройстве по сравнению с известным умень шается в 4 раза, а погрешность измерений à 7 раз.

Таким образом, сравнение данных таблиц показывает целесообразность щ использования в производстве полупроводниковых материалов предлагаемого изобретения.

Предлагаемое устройство может быть рекомендовано к промышленному выпуску 15 в виде приставки к рентгеновским дифрактометрам ДРОН-З, ДРОН-2 (ДРОН 1,5

ДРОН-0,5 УРС-50 M{M).

Формула изобретения

1. Держатель монокристаллов для рентгеновского дифрактометра, включающий зажимное устройство с механизмом вращения, связанным с приво8 Ф дом, о т zx и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и экспрессности ориентировки кристаллографических плоскостей цилиндрического монокристалла, параллельных оси цилиндра зажимное устройство держателя выполнено в виде, по крайней мере, двух систем роликов-, расположенных в параллельных плоскостях а механизм враУ щения содержит фрикционный ролик с прижимом, связанный с приводом поворота.

2. Держатель по п, l о т л и ч аю шийся тем, что, каждая система роликов зажимного устройства содержит фиксирующий направляющий ролик и подсистему прижимных роликов, подвижных

s плоскости, перпендикулярной оси их врацения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 376235, кл. В 28 0 5/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 443431, кл. Н 01 1 21/00, 1972 (прототип).