<<
>>

3.4.1. Образцы со структурными дефектами.

Для выполнения экспериментальных работ использовалась подложка из алюминия, располагающаяся между образцом и нагревателем, поскольку коэффициент излучения у алюминия составляет от 0,15 до 0,4 (в зависимости от профиля поверхности), и на тепловизионных снимках температура подложки сильно занижена.

Это позволяет контрастно выделять образец и снижать уровень шума от нагревателя. На рис. 3.33а представлен диск диаметром 62 мм, вырезанный из нижней части кристалла германия, выращенного методом Чохральского. В образце присутствуют дислокации и

малоугловые границы. В процессе нагрева структурные неоднородности монокристалла достаточно ярко проявились и на изображении с тепловизора (рис.3.336). Анализ данных (рис.З.ЗЗв, г) показал, что разница между максимальной и минимальной температурой для данного образца достигает 5oC, а возникающий градиент температур в предельных случаях составляет 3,5oC∕cm.Среднее отклонение температуры от средней по всему образцу

выше loC.

Рис.3.33. Диск, вырезанный из кристалла германия (а). Изображение с

тепловизора в момент нагрева (б). Диаметральный температурный профиль

(в). Статистическое среднее отклонение от средней температуры по образцу (г)

На рис. 3.34а представлен образец германия, с линейными размерами

О

33x28 мм, легированный сурьмой, с равномерной плотностью дислокаций 10 см’ . По изображению с тепловизора (рис.3.346) можно сделать вывод о равномерном нагреве данного образца, неоднородности визуально не наблюдаются. Однако, при анализе температурного профиля (рис.3.34в, г), полученного в процессе нагрева, выявлен температурный градиент 0,25oC∕cm,что может свидетельствовать о неравномерном распределении легирующей примеси внутри объема монокристалла.

Рис.3.34. Образец германия, легированный сурьмой (а). Изображение с тепловизора в момент нагрева (б). Температурный профиль, взятый вдоль радиального направления роста (в). Статистическое среднее отклонение от средней температуры по образцу (г)

На рис. 3.35а представлен диск диаметром 69 мм, вырезанный из верхней части кристалла германия. В данном образце дислокации распределены неоднородно, и плотность дислокаций изменяется от 10 см' в центре до IO4см'2 на краю. При нагреве неоднородность визуально определяется из изображения, полученного с тепловизора (рис.3.356). C помощью диаметрального температурного профиля (рис.3.35в) можно определить, как меняется плотность дислокаций в кристалле. А график среднего отклонения температуры от средней температуры по образцу (рис.3.35г) отчетливо показывает неоднородность образца (два пика, присутствующие на графике, соответствуют моментам включения нагревательного элемента).

Рис.3.35. Диск, вырезанный из кристалла германия (а). Изображение с

тепловизора в момент нагрева (б). Диаметральный температурный профиль (в).

Статистическое среднее отклонение температуры от средней по образцу (г) 113

Следующий образец диаметром 32,5 мм (рис.3.36а) отличается от

3 2

предыдущего тем, что плотность дислокаций в нем изменяется от 10 см’ в центре до 10'см’ , и на краю кристалла составляет 4-10 см' , что хорошо видно из рисунка. Из Рис.З.Збв хорошо видно, как изменение значения плотности дислокаций влияет на градиент температур внутри кристалла в процессе нагрева, а по графику среднего отклонения температуры (рис. З.Збг) можно сделать вывод о высокой степени неоднородности

данного образца.

Рис.3.36. Диск, вырезанный из кристалла германия, после травления (а). Изображение с тепловизора в момент нагрева (б). Диаметральный температурный профиль (в). Статистическое среднее отклонение температуры от средней по образцу (г)

Проведенные исследования свидетельствуют о перспективах использования метода активного теплового контроля, осуществляемого с помощью тепловизионных камер, для исследования качества и структурной однородности элементов из монокристаллов германия. Данный метод позволяет выявлять неравномерное распределение дислокаций и наличие двумерных и трёхмерных дефектов внутри кристалла, определять равномерность пространственного распределения в нем легирующей примеси. В сфере приборостроения при наличии эталона данный метод дает возможность проводить контроль аналогичных элементов без использования методов разрушающего контроля, например, химического травления.

<< | >>
Источник: Третьяков Сергей Андреевич. ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ И МИКРОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ОПТИЧЕСКУЮ ОДНОРОДНОСТЬ МОНОКРИСТАЛЛОВ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Тверь 2019. 2019

Еще по теме 3.4.1. Образцы со структурными дефектами.:

  1. 3.4 Использование ИК метода для выявления структурных дефектов и оптической неоднородности.
  2. 3.4.2 ИК-дефектоскопия образцов германия.
  3. Связь между дефектами структуры и оптическими неоднородностями в кристаллах.
  4. Структурно-семантические единицы текста
  5. Структурно-функциональная организация оптико­электронного устройства трехмерного технического зрения с множественными источниками изображений
  6. 3.1 Применение коноскопии для численных оценок искажений оптической индикатрисы, связанных с дефектами структуры
  7. Зависимость пропускания, поглощения и рассеяния света от объемных дефектов структуры и оптической однородности кристаллов.
  8. Иванов Борис Сергеевич. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ В АЛЮМОКОМПОЗИТАХ СИСТЕМ Al-Cu, Al-Ni-Cu, Al-Mg ПРИ МОДИФИЦИРОВАНИИ ИХ КЕРАМИЧЕСКИМИ НАНОЧАСТИЦАМИ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва 2019 г., 2019
  9. МЕТОД, АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ И СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА ТРЕХМЕРНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ С МНОЖЕСТВЕННЫМИ ИСТОЧНИКАМИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
  10. Третьяков Сергей Андреевич. ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ И МИКРОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ОПТИЧЕСКУЮ ОДНОРОДНОСТЬ МОНОКРИСТАЛЛОВ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Тверь 2019, 2019
  11. Третьяков Сергей Андреевич. ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ И МИКРОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТЕЙ НА ОПТИЧЕСКУЮ ОДНОРОДНОСТЬ МОНОКРИСТАЛЛОВ. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Тверь - 2019, 2019