Реферат: Оборудование для ориентации полупроводниковых пластин

Среднее значение разности потенциалов на конденсаторе контура служит мерой частоты поступления импульсов. Эта разность потенциалов измеряется ламповым вольтметром, шкала которого отградуирована в импульсах в секунду.

Кроме лампового вольтметра к выходу измерителя скорости счета подключен электронный самопишущий потенциометр ЭПП-09. Отклонение записывающей системы самопишущего прибора также пропорционально среднему количеству импульсов. Таким образом, интенсивность рентгеновских лучей, воздействующих на счетчик квантов, может измеряться следующими приборами: электрическим счетчиком; ламповым вольтметром и самопишущим прибором.

Принцип определения отклонения положения кристаллографической плоскости (111) от торца слитка на рентгеновской установке состоит в нахождении угла положения торца слитка по отношению к исходному, при котором фиксируется максимальная интенсивность рентгеновских лучей, отраженных от торца слитка (пластины) и воздействующих на счетчик квантов. Такое положение слитка находят, вращая его в вертикальной и горизонтальной плоскостях и наблюдаяза максимальным отклонением стрелки прибора электромеханического счетчика. Найденное положение слитка, соответствующее максимальной интенсивностиотраженных рентгеновских лучей, отсчитывают на проекторегониометрического устройства ГУР-3и фиксируют на торце слитка прочерчиванием рисок с пометкой стороны слитка, от которой следует отсчитывать определенные отклонения в градусах кристаллографической плоскости (111) от торца слитка.

Приставка к установке УРС-50И (рис. 10, а на приложении 3) состоит из головки и электрического блока.

Головка предназначена для закрепления слитка (пластины) трехкулачковым патроном и вращения его в вертикальной плоско­сти впроцессе ориентировки. Головка состоит из основания 4, угольника 6,червячного редуктора 3, трехкулачкового патрона 5, обоймы 2и сельсина-приемника 1. В угольнике имеется прорезь, по которой после окончания ориентирования наносят карандашом стрелку, указывающую направление отклонения искомой плоскости ориентировки. Вращение образца в вертикальнойплоскости осуществляется припомощи сельсина-приемника и червячногоре­дуктора. Обойма и поджимной цилиндр предназначены для пол­ного поджатия образца к плоскости угольника перед его закрепле­нием в трехкулачковом патроне.

Электрический блок приставки (рис. 10, б на приложении 3) выполнен отдельно от головки, предназначен для дистанционного управления головкой и состоит из электродвигателя постоянного тока М, сельсина-дат­чика СД и регулятора напряжения РН. Изменяя выходное напря­жение на автотрансформаторе, можно изменять угловую скорость вращения образца. При этом изменяется скорость вращения валов электродвигателя и сельсина-датчика, которые соединены между собой. Изменение скорости вращения сельсина-датчика вызывает, в свою очередь, изменение скорости вращениясельсина-приемника СП и в конечном итоге изменяется скорость вращения ориентируе­мого образца. Вращать образец можно вручную, для чего на другом конце вала электродвигателя имеется маховичок. Сельсины между собой соединены проводами с разъемами ШР.

Каждая головка должна быть подогнана и выверена под данную рентгеновскую установку. После изготовления головки при уста­новке ее на гониометрическое устройство необходимо точно выдер­жать размер от плоскости базированияголовкиприставкидо сере­дины щелей в рентгеновской трубке, угольнике и счетчике квантов. Наладку приставки лучше выполнять одновременно с наладкой рентгеновской установки.

Для надежной работы необходимо два раза в год проводить профилактический осмотр приставки и смазку трущихся деталей. Редуктор смазывают машинным маслом, которое заливают через крышку. Особое внимание следует обращать на состояние рабочей поверхности угольника, так какот длительной эксплуатации по­верхность угольника, к которой прижимают ориентируемые слитки (пластины), со временем теряет первоначальную чистоту обработ­ки, изнашивается. От точности изготовления угольника зависит точность ориентации, поэтому при профилактическом осмотре необ­ходимо осматривать угольник и контролировать его базовые раз­меры. При отклонении размеров и чистоты поверхностиот заданных угольник необходимо отремонтировать илизаменить новым.

Рентгеновский аппарат представляет собой сложное устройство; работа на нем связана с опасностью облучения значительными дозами рентгеновских лучей, которые вредны для здоровья, поэтому, выполняя работу на рентгеновских установках, ими управляют дистанционно. Рабо­чее место рентгенолога должно находиться в специальном помеще­нии, экранированном свинцовым экраном. В момент ориентации рентгенолог должен быть защищен опускающимся свинцовым стек­лом определенной толщины. Рентгенологи должны периодически проходить инструктаж по безопасным приемам работы и медицин­ский осмотр.

Метод изломов . В практике измерений иногда возникает задача ориентировки плоскостей системы (100) для слитков, выращенных по направлению [111], или определения заданных кристаллографических направлений, лежащих в плоскости торца слитка. В частности, представляет интерес определить одно из направлений системы [110] в плоскости (111) или в плоскости (100) для последующего ориентированного скрайбирования. В этом случае целесообразно сочетать метод ориентировки по отраже­нию с методом изломов, который был опробован одним Ю.А. Концевым и В.Д. Кудиным.

Суть метода заключается в следующем. После ориен­тировки слитка по плоскости (111) отрезают «горбушку», а затем параллельно плоскости (111) надрезают слиток примерно до середины диаметра. В надрез вставляют металлическую пласти­ну и, нажимая острием из твердого сплава в точку, отстоящую на расстоянии, равном по­ловине радиуса слитка от начала надреза, производят скол надре­занной пластины. Направление скола для таких материалов, как германий и кремний, в точности совпадает с одним из направлений [110], а плоскостью скола является одна из боковых плоскостей системы (111). Плоскость скола составляет угол, равный углу 70°32´ с торцом слитка. Далее определяют положение плоскости скола (рис. 11). Для выведения плоскостей системы (100) разворачивают слиток относительно оси, совпадающей с линией скола на угол 54°44', в направ­лении, показанном стрелками на рис. 11. Отрезав «гор­бушку», определяют правильность ориентировки, изме­ряя отклонение от угла θ для плоскости (100) методом, рассмотренным выше.

Для того чтобы зафиксировать направление [110] на пластинах, предназначенных для эпитаксиального нара­щивания, на боковой поверхности слитка срезают фаску, плоскость которой должна быть параллельной указан­ному направлению. Если плоскость фаски, кроме того, составляет с плоскостью торца прямой угол, то она бу­дет совпадать с одной из плоскостей системы (112). В этом случае по срезанной «горбушке» также можно проверить правильность ориентировки, измеряя отклоне­ние от угла θ для плоскости (112). Точность ориенти­ровки может быть доведена до 10´, что значительно выше точности, достигаемой по методу Лауэ.

Метод Лауэ . Ориентировку монокристаллов полупроводниковых материалов по методу Лауэ производят на установках УРС-60 при использовании немонохроматического излу­чения. Так как в производстве применяются монокристаллы больших размеров, то используется съемка на отражение, т. е. метод эпиграмм. Принцип метода заключается в следующем. При падении рентгеновского излучения на торец слитка от­раженные лучи возникают только от тех систем плоско­стей hkl, для которых выполняется условие Вульфа-Брегга. Обычно используют от­ражения под большими углами θ, близкими к 90°. Используя камеру Р?