Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. 1989. - 152 с. ISBN 5-02-014020-1 Излагаются основы теории дифракции рентгеновских лучей в кристаллах высокой степени совершенства и подробно анализируются особенности дифракционного рассеяния в нестандартных схемах дифракции, позволяющие создать новые неразрушающие методы диагностики слоев и границ раздела, еще не нашедшие отражения в научных монографиях.
Возможности методов иллюстрируются конкретными примерами исследования технологических процессов микроэлектроники.
Для научных работников и инженеров, специализирующихся в области физики твердого тела и полупроводникового материаловедения, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей. Табл. 3. Ил. 87.
Библиогр. 226 назв.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие.....................
Введение ...........
............................... 7
Глава 1
Дифракция рентгеновских лучей в совершенных кристаллах ............ 11
§ 1.1. Кинематическое рассеяние .......................... 11
§ 1.2. Дифракция на двумерной решетке ..................... 13
§ 1.3. Динамическое рассеяние. Метод Дарвина ..... ............ 15
§ 1.4. Уравнения Максвелла в периодической среде ............... 17
§ 1.5. Поляризуемость кристаллов в рентгеновском диапазоне частот ... 19
§ 1.6. Брэгговское отражение совершенным кристаллом ........... 22
§ 1.7. Дифракция в геометрии Лауэ ......................... 25
§ 1.8. Стоячие рентгеновские волны и рентгеновская интерферометрия 27
§ 1.9. Нецентросимметричные кристаллы . . . .................. 29
§ 1.10. Асимметричные схемы дифракции ..................... 31
§ 1.11. Дифракция в искаженных кристаллах ................... 34
Г л а в а 2
Трехкристальная рентгеновская дифрактометрия ................... 37
§ 2.1. Двухкристальная схема ......................... .... 37
§ 2.2. Трехкристальный рентгеновский спектрометр
Формирование пиков на спектрах ТРД ................... 43
§ 2.4. Метод асимптотической брэгговской дифракции ..............
Посло
57
си спектрометр .............. 40
2.3. Формирование пиков на спектрах ТРД
2.4. Метод асимптотической брэгговской дифракц § 2.5. Послойный анализ структуры границ раздела 8 2.6. Структура чистой поверхности
эгговско диракции .............. 49
§ 2.5. Послойный анализ стт 52
Глава 3
Дифракция рентгеновских лучей в условиях полного внешнего отражения 59
и 3.1. Показатель преломления и зеркальное отражение рентгеновских
лучей .................... .................... 59
* •- Дифракция рентгеновских лучей при зеркальном отражении ..... 62
* f • J- Кристаллы с малым углом скоса ...................... 66
S зУ 7?И*ракгоме1РРс11Т1ч-'1|0вский зеркальный ................ 69
S 36 |_"1'КТРЬ1 кристаллов с аморфной поверхностной пленкой ....... 71
S 37 ("и1сдование ионоимплантированныч слоен ............... 73
-К и>В'"'ИЯ С1РУК1УРЬ1 поверхности и адсорбированных мопо-
"""
"срчноечпы.ч" рентгеновских волнах ................ 75
3 /
Г лав а 4
Скользящая геометрия Брэгга-Лауэ............................ 76
§ 4.1. Кристаллы с четырехградусным срезом и скользящая схема дифракции....................................... 76
§ 4.2. Поверхностный брэгговский пик...................... 80
§ 4.3. Модифицированная динамическая теория (МДТ)............ 81
§ 4.4. Дифракционное рассеяние на границе 'геометрии Брэгга-Лауэ 82
§ 4.5. Собственные кривые дифракционного отражения............ 8(
§ 4.6. Трехкристальная дифрактометрия в скользящей геометрии....... 8(
4.6.1. Параллельная развертка (87). 4.6.2. Перпендикулярная развертка (90 ).
§ 4.7. Топография в скользящей геометрии.................... 9:
Глава 5
Метод стоячих рентгеновских волн............................ 9
§5.1. Вторичные излучения при поглощении рентгеновского излучения .. 9
, § 5.2. Угловая зависимость.выхода вторичных излучений........... 9
§ 5.3. Излучения с большой и малой длинами выхода.............. 10
§5.4. Выход вторичных излучений из многокомпонентных кристаллов . . 10 § 5.5. Чувствительность к малым смещениям поверхностного слоя кристалла........................................ 10
§ 5.6. Методы регистрации фотоэлектронов и варьирование глубины выхода ........................................ 1C
§ 5.7. Выход фотоэлектронов при дифракции в скользящей геометрии
Лауэ........................................ 11
§ 5.8. Восстановление функции вероятности выхода фотоэлектронов ... 11 § 5.9. Исследование нарушенных слоев при дифракции Лауэ в скользящей геометрии.................................. 12
§ 5.10. Восстановление профиля нарушений по рентгенодифракционным
и фотоэмиссионным кривым......................... К
§ 5.11. Фотоэмиссия при асимметричной дифракции............... 1;
§ 5.12. Фотоэмиссия в скользящей геометрии Брэгга—Лауэ.......... 1;
§ 5.13. Флуоресценция в скользящей геометрии Брэгта-Лауэ......... 1;
§ 5.14. Специфика выхода комптоновского и теплового диффузного излучений ...................................... 1:
§ 5.15. Определение положения примесей в кристаллической решетке. ... 1 § 5.16. Выход вторичных излучений при дифракции в условиях полного
внешнего отражения.............................. 1
§ 5.17. О предельных возможностях метода стоячих рентгеновских волн
при фотоэмиссии электронов......................... 1
Заключение........................................... 1
Список литературы...................................... 1
ПРЕДИСЛОВИЕ
Более полувека рентгеновская дифрактометрия была единственным методом исследования атомной структуры твердых тел. Начиная с 40-х годов и в особенности в последние десятилетия появился большой арсенал новых методов - электронная и ионная микроскопия, методы электронной дифракции в ее многочисленных вариантах, дифракция нейтральных и заряженных частиц и т.п. Эти методы также направлены на исследование кристаллической структуры, но имеют перед классическими рентгенодифрак-ционными методами очень важное преимущество — они позволяют изучать структуры тончайших слоев вплоть до отдельных монослоев. В этом аспекте рентгеновская дифрактометрия как бы отошла на задний план, так как ее методы не давали возможности достичь столь высокого разрешения.
Бурное развитие технологии выращивания совершенных монокристаллов, составляющих основу современной микроэлектроники, стимулировало широкие экспериментальные исследования особенностей дифракции рентгеновских лучей в таких кристаллах. Обнаруженные в ходе этих исследований физические явления неожиданно создали предпосылки для развития качественно новых методов анализа кристаллической структуры в тончайших приповерхностных слоях совершенных кристаллов. Оказалось возможным достичь разрешения по толщине, характерного для методов электронной микроскопии и дифракции, но без присущей этим методам довольно сложной процедуры приготовления образцов.
Вышедшая недавно книга авторов*) ставила своей целью краткое ознакомление читателей с возможностями новых рентгенодифракционных методов в анализе поверхностных слоев совершенных монокристаллов, таких, как метод асимптотической брэгтовской дифракции, метод стоячих рентгеновских волн, дифракция в условиях полного внешнего отражения и т.п. Книга вызвала большой интерес у читателей и быстро разошлась. Кроме того, даже за истекший короткий срок произошло бурное развитие всех описанных в книге методов как в теоретическом аспекте, так и в плане их экспериментальной реализации и практического применения. Общее количество публикаций по этим вопросам уже составляет сотни статей.
"СА>Я1ЦаЯ книга представляет собой монографию по данной проблеме,
в ней формально сохранена структура предыдущей книги, но все главы в
читальной степени переработаны. Особое внимание уделено изложению
ностика в исС*ев А"М-'^-пексан^РовПЛ.,ИмамовРМ. Рентгеновская структурная диаг-ледовании приповерхностных слоев монокристаллов. - М.: Наука, 1986.
Цена: 150руб.
