|
Исследование рентгенотопографического контраста от дефектов структуры монокристаллического карбида кремния в случае эффекта Бормана Новгородский государственный университет Научный руководитель: Окунев Алексей Олегович, к.ф.-м.н. Наиболее чувствительным к различного рода дефектам в кристалле является прямой неразрушающий рентгенотопографический метод, основанный на эффекте аномального прохождения рентгеновских лучей (эффекте Бормана). Этот метод, кратко называемый АПРЛ, является наиболее перспективным для исследования дефектов структуры карбида кремния. В данной работе представлены результаты исследований контраста интенсивности от индивидуальных дефектов в SiC этим методом. Путем сопоставления экспериментального контраста интенсивности с расчетным выявлены и идентифицированы винтовые и краевые дислокации, когерентные включения второй фазы. Винтовые дислокации, линии которых параллельны или почти параллельны направлению <0001>, формируют на рентгеновских топограммах двухлепестковую розетку черно-белого контраста, плоскость антисимметрии которой перпендикулярна отражающим плоскостям. Размер розетки от винтовой дислокации зависит от модуля вектора Бюргерса, длины экстинкции, и модуля вектора дифракции, а контраст лепестков - от знака дислокации. Для данного случая расположения дислокаций получены аналитические зависимости, по которым проведено определение типа дислокации и ее параметров. Переход от одной системы отражающих плоскостей к другой (структурно эквивалентной) не вызывает изменения формы и размеров розетки интенсивности. При таком преобразовании происходит лишь разворот плоскости антисимметрии розетки в соответствии с изменением направления вектора дифракции. Характерной особенностью розетки от винтовой дислокации в карбиде кремния является ее больший диаметр по сравнению с диаметром розеток от краевых дислокаций, а также больший диаметр по сравнению с диаметрами розеток от винтовых дислокаций в германии и кремнии.Для контраста, формируемого краевой дислокацией, получены аналитические зависимости для собственного поля смещений вокруг краевой дислокации (поля в объеме кристалла) при различных углах между плоскостью скольжения дислокации и вектором дифракции, а также контраста интенсивности, обусловленного релаксационным полем смещений вокруг краевой дислокации. Проведено сопоставление расчетного контраста с экспериментально наблюдаемым при различных соотношениях между вектором дифракции и вектором Бюргерса. Выявлено, что краевые дислокации с вектором Бюргерса  , ориентированным вдоль направления  , и плоскостью скольжения  формируют при углах между  и   или  несимметричную четырехлепестковую розетку интенсивности, линия нулевого контраста которой соответствует плоскости скольжения дислокации. В случае  краевая дислокация с вектором Бюргерса  и плоскостью скольжения  создает на рентгеновской топограмме шестилепестковую розетку черно-белого контраста, плоскость антисимметрии которой совпадает с плоскостью скольжения дислокации (рис. 1b). Характерной особенностью наблюдаемых розеток интенсивности является отсутствие двух лепестков розетки, которые, согласно теоретической топограмме, должны располагаться вдоль направления  (рис. 1a). Лепестки розетки, вытянутые вдоль направления  , значительно удлинены по сравнению с соответствующими лепестками расчетной розетки.
Рис. 1 При выполнении критерия Получены аналитические зависимости контраста интенсивности когерентных включений второй фазы в кристаллах карбида кремния при использовании метода АПРЛ. В результате проведенного моделирования и экспериментального исследования выяснено, что в зависимости от расстояния между дефектом и выходной для рентгеновских лучей поверхностью кристалла контраст от включений описывается розеткой тройного, двойного или одинарного контраста. Путем сопоставления экспериментальных и теоретических топограмм составлен атлас изображений основных типов дефектов 6H-SiC, выявляемых рентгенотопографическими методами. |
дислокации данного типа формируют характерную крестообразную розетку интенсивности. В этом случае экспериментально наблюдаемый контраст неудовлетворительно согласуется с расчетной топограммой. Путем кососимметричных съемок исследовано изменение контраста интенсивности от краевой дислокации при отклонении пучка лучей в кристалле от линии дислокации. | (c) АСФ России, 2001 |