|
Компьютерная обработка изображений дефектов структуры монокристаллического SiC, выявляемых рентгенотопографическими и поляризационно-оптическим методами Новгородский государственный университет Научный руководитель: Ткаль Валерий Алексеевич, к.ф.-м.н Рентгеновская топография и поляризационно-оптическая микроскопия находят широкое применение при исследовании дефектов структуры монокристаллических полупроводников. Использование различных рентгенотопографических методик для исследования монокристаллического карбида кремния и их сравнение показало, что наибольшей информативностью и достоверностью обладает метод, основанный на аномальном прохождении рентгеновских лучей (метод АПРЛ). Дальнодействующие поля упругих напряжений, связанных с дефектами, приводят к изменению условий дифракции рентгеновских лучей и к появлению контраста интенсивности на фотопластинке, расположенной на пути распространения дифрагированных лучей. Рентгенотопографический контраст многообразен и зависит от геометрии съемки ("на прохождение" или "на отражение"), угловой расходимости рентгеновского пучка и величины m t (m -линейный коэффициент поглощения лучей, t-толщина кристалла). Сравнение экспериментального контраста изображений дефектов с их контрастом, полученным компьютерным моделированием, позволяет упростить идентификацию дефектов и повысить ее достоверность.Более простым в реализации является поляризационно-оптический метод, но в отличие от рентгеновской топографии, он является менее информативным и требует дальнейшей разработки применительно к исследованию дефектов структуры монокристаллических материалов. Идентификация дефектов также основана на сравнении экспериментального изображения с теоретически рассчитанным. Информационность и достоверность этих методов, однозначность идентификации выявленного дефекта могут быть существенно повышены компьютерной обработкой экспериментальных изображений. При этом возможно оперативное решение сразу нескольких задач.
В качестве примера на рисунке 1 представлен фрагмент фотографического изображения, на котором четко видна краевая дислокация, выявленная поляризационно-оптическим методом. Данное изображение прошло компьютерную обработку с целью улучшения его качества (a) и математическую обработку: b - трехмерное изображение экспериментального контраста интенсивности, c - построение контурных линий одинакового контраста, d - профиль интенсивности двойного лучепреломления вдоль отрезка, показанного на рисунке 1a.В качестве способов улучшения качества изображения были применены различные методы фильтрации и методы, основаные на преобразовании динамического диапазона.
рис. 1 Аналогичные результаты после компьютерной обработки получены и для рентгенотопографических изображений. Сравнение экспериментальных изображений с результатами моделирования и компютерной обработки значительно расширили возможности рентгенотопографических методов и поляризационно-оптического анализа, повысили их информативность, достоверность и надежность. |
| (c) АСФ России, 2001 |