---

5. Обработка результатов

   1. По результатам измерений вычисляют среднее значение количества . ямок травления в поле зрения где N_i— количество ямок в поле зрения;

п — количество полей зрения.

= 7V- К, (2)

где К — пересчетный коэффициент, определяемый увеличением микро­скопа.

где 5 — площадь поля зрения, определяемая увеличением микроскопа, см².

1. 4. Площадь поля зрения определяется с помощью объектмикрометра, прилагаемого к микроскопу.

2. Обработка результатов измерений

   1. Результатом измерения плотности дислокаций является величина, вычисленная по формуле (2).

   2. Погрешность результатов измерений составляет ± 50 % при довери­тельной вероятности Р = 0,95.

   3. Результат измерений представляют двумя значащими цифрами, ум­ноженными на порядок определяемого значения плотности дислокаций (например, 2,2 • 10³ см^-2).

3. Требования к квалификации оператора

Квалификация оператора в объеме, необходимом для выполнения изме­рений по настоящей методике, должна соответствовать требованиям изме­рителя электрических параметров полупроводниковых материалов третьего или более высокого разряда в соответствии с действующим тарифно-квали­фикационным справочником.

8. Требования техники безопасности

При работе в химической лаборатории главные меры предосторожности относятся к хранению реактивов, разведению растворов, кислот, щелочей, использованию их при химическом травлении в холодном и подогретом виде.

Работы с химическими реактивами следует проводить в соответствии с «Основными правилами безопасности работы и химической лаборатории».

9. Термины и определения

   1. Дислокация — линейный структурный дефект, ограничивающий зону сдвига, либо область дефекта упаковки внутри кристалла.

   2. Ямка травления дислокационная — углубление, получаемое в ре­зультате избирательного травления, образующееся в местах выхода дислока­ций на поверхности кристалла, форма и огранка которого зависит от сим­метрии поверхности (черт. 1).

   3. Избирательное травление — химическое или электрохимическое трав­ление, при котором удаление материала кристалла в области дефекта и без­дефектной матрицы происходит различным образом.

   4. Поверхностная плотность дислокаций — число дислокаций, пересе­кающих единичную площадь поверхности сечения кристалла, определяемое подсчетом дислокационных ямок травления.

   5. Слиток — продукция производства полупроводниковых материалов, полученная в результате процесса выращивания.

   6. Естественная поверхность кристалла — поверхность кристалла, обра­зовавшаяся в результате выращивания.

   7. Механически обработанная поверхность — поверхность или участки слитка, подвергшиеся обработке алмазным инструментом.

   8. Торец — сечение слитка, перпендикулярное направлению роста.

Образец-спутник — пластина, структура или другой объект, участву­ющий в технологическом процессе изготовления данной продукции, исполь­зуемый для оценки какого-либо параметра.

Дислокационные ямки травления;
увеличение 225

а — плоскость (111); б — плоскость (100).

Черт. 1

Схема выбора полей
зрения

Черт. 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Обязательное

ИЗМЕРЕНИЕ УГЛА ОТКЛОНЕНИЯ ПЛОСКОСТИ
ТОРЦЕВОГО СРЕЗА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО СЛИТКА
КРЕМНИЯ ОТ ЗАДАННОЙ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ
ПЛОСКОСТИ И ИДЕНТИФИКАЦИЯ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ
ОРИЕНТАЦИИ ПЛОСКОСТИ ТОРЦЕВОГО СРЕЗА СЛИТКА
С ЗАДАННОЙ КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ ПЛОСКОСТЬЮ
РЕНТГЕНОВСКИМ ДИФРАКТОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

А. Измерение угла отклонения и идентификация кристаллографической
ориентации на пластине (шайбе)

Методика предназначена для измерения угла отклонения плоскости тор­цевого среза монокристаллического слитка кремния от заданной кристалло­графической плоскости и идентификации кристаллографической ориента­ции плоскости торцевого среза с заданной кристаллографической плоско­стью (h к I) на пластине отрезанной параллельно плоскости торцевого среза.

Методика распространения на слитки цилиндрической и произвольной формы диаметром (или линейными размерами) плоскости торцевого среза более 20 мм.

Методика применима в интервале углов отклонения плоскости торцево­го среза от заданной кристаллографической плоскости не более 5 градусов для ориентации (111) и (100) и не более 3 градусов для ориентации (013).

1. Сущность метода

   1. Метод основан нс использовании явления дифракции рентгеновско­го характеристического излучения в монокристаллическом образце.

Для кристаллов кубической сингонии угол скольжения 0 (угол между падающим на монокристаллический образец первичным пучком рентгено­вского излучения и отражающей кристаллографической плоскостью (й к /)) вычисляют по формуле

(1)

/²

+ к²la

0 = arcsin

где а — период решетки монокристаллического образца, нм;

X — длина волны характеристического излучения, нм;

h к I — индексы Миллера кристаллографической плоскости;

п — порядок отражения.

(2)

з

где <р₀-, ф₉₀. , ф_|80-, Ф_27О.

начения углов ф при различных азимутальных положениях пластины, отличающихся поворо­том на углы 0°, 90°, 180° и 270° вокруг норма­ли к геометрической плоскости пластины.

Если угол отклонения (у) превышает допустимые значения, а также при отсутствии отраженного образцом пучка при выполнении условий пп. 1.2 и 1.3 в двух азимутальных положениях образца, отличающихся на 90°, то кри­сталлографическая ориентация плоскости торцевого среза не идентична за­данной кристаллографической плоскости.

Углы скольжения для некоторых кристаллографических плоскостей (hkl)
монокристаллического кремния (Си Ка -излучение, Х= 0,15406 нм

(1,5406 А ), а = 0,5431 нм (5,431 А )

2. Аппаратура, средства измерений, материалы

Рентгеновские установки типов УРС-50ИМ; ДРОН-2; ДРОН-ЗМ, уста­новки на их основе и другие средства измерений, не уступающие перечис­ленным по техническим и метрологическим характеристикам, а также атте­стованные НСИ с абсолютной погрешностью измерения ориентации на стан­дартных образцах не более ± 8 угловых минут.

Станки для резки с внутренней режущей кромкой типов «Алмаз-6», «Ал­маз-4» или другие аналогичные станки, не уступающие им по техническим и метрологическим характеристикам.

Индикатор многооборотный по ГОСТ 9696.

Стойка с плоским столиком С-Ш по ГОСТ 10197.

Транспортир.

Стеклограф (карандаш).

Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

Бумага промокательная

3. .Подготовка к измерениям

   1. Установку подготовляют и проверяют в соответствии с приложенны­ми к ней инструкциями.

Устанавливают по шкалам гониометра для «образца» — угол скольжения 0, а для детектора — двойной угол скольжения, соответствующий заданным кристаллографическим плоскостям, приведенным в таблице.

Устанавливают режим работы установки: напряжения на трубке 10—25 kV; анодный ток 1—5 mA.

В коллиматор гониометра устанавливают вертикальные щели № 1 и 2 шириной 0,1 мм каждая (при использовании ССИ).

Проверяют правильность юстировки оптической схемы рентгеновской установки с помощью стандартного образца (пластины, соответствующей ориентации (h к I) с погрешностью не более 3’)-

Пластину, отрезанную от плоскости торцевого среза слитка, перед изме­рениями шлифовать нельзя.

4. Подготовка пластины к измерениям

Пластину промывают водой, затем высушивают с помощью фильтро­вальной бумаги.

На поверхность пластины наносят прямоугольную систему координат с помощью транспортира и карандаша.

5. Условия проведения измерений

   1. Для проведения измерений необходимы следующие условия: температура окружающей среды от 10 до 35 °С;

относительная влажность не более 80 % при 25 °С.

1. 2. Остальные условия проведения измерений должны соответствовать требованиям, изложенным в свидетельстве о метрологической аттестации средств измерения.

2. Проведение измерений

   1. Установку включают, устанавливают рабочий режим.

Пластину устанавливают на гониометрическую приставку (держатель образцов) так, чтобы измеряемая поверхность была прижата к базовой плос­кости держателя образцов, а ось «х» была параллельна горизонтальной плоскости дифракции и направлена в сторону детектора.

При отсутствии отраженного пучка поворачивают пластину на 90 ° отно­сительно исходного положения и вновь пытаются получить отражение, вра­щая пластину вокруг оси гониометра в пределах угла <р₉₀. = 0 ± 10°. Отсут­ствие отражения и в этом положении пластины означает неидентичность кристаллографической ориентации плоскости торцевого среза слитка с за­данной кристаллографической плоскостью.

1. 4. Закрывают шторку перекрытия первичного пучка (или снимают на­пряжение с рентгеновской трубки при отсутствии шторки).

   5. При наличии отраженного пучка выводят пластину в положение максимального отражения, вращая ее вокруг оси гониометра в пределах угла <р₀. = 0 ± 10°. Затем выполняют операцию как указано в п. 6.4.

   6. Значение угла <р₀. определяют по шкале образца гониометра.

   7. Пластину поворачивают на 180° относительно положения, ука­занного в п. 6.1, вращая ее вокруг нормали к поверхности, и повторяют операции, указанные в пп. 6.2, 6.4 и 6.5.

   8. Значение угла <р₁₈₀. определяют по шкале образца гониометра.

   9. Пластину устанавливают в гониометрическую приставку (держатель образцов) так, чтобы измеряемая поверхность была прижата к базовой плос­кости держателя образцов, а ось «у» была направлена в сторону детектора и параллельна плоскости дифракции, затем повторяют операции, указанные в пп. 6.2, 6.4 и 6.5.

   10. Значение угла <р₉₀. определяют по шкале образца гониометра.

   11. Пластину поворачивают на 270° относительно положения, ука­занного в п. 6.1, вращая ее вокруг нормали к поверхности, и повторяют операции, указанные в пп. 6.2, 6.4 и 6.5.

   12. Определяют значение угла <р₂₇₀- по шкале образца гониометра.

2. Обработка результатов

   1. Вычисляют значение угла разориентации плоскости торцевого среза слитка от заданной кристаллографической плоскости (й к I) по формуле (2).

   2. Проводят идентификацию кристаллографической ориентации плос­кости торцевого среза с заданной кристаллографической плоскостью в соот­ветствии с требованиями п. 1.6.

   3. За результат измерения угла отклонения плоскости торцевого среза от заданной кристаллографической плоскости (й к I) принимают величину, вычисленную по формуле (2).

   4. Погрешность измерения величины у не должна превышать 20 угло­вых минут с доверительной вероятностью Р = 0,95.

3. Требования к квалификации оператора