Электронная микроскопия полупроводников с учетом реальных закономерностей освещения образца и рассеяния электронов

• Автор: Боргардт, Николай Иванович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 335 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ДИФРАКЦИЯ ЧАСТИЧНО-КОГЕРЕНТНЫХ ПУЧКОВ ЭЛЕКТРОНОВ В
СОВЕРШЕННОМ КРИСТАЛЛЕ
1.1. Использование функций взаимной когерентности и взаимной интенсивности для описания реальных электронных пучков
1.2. Взаимная интенсивность на входной поверхности кристалла
1.3. Взаимная интенсивность на выходе из кристалла
1.3.1. Общий случай
1.3.2. Падающий пучок с малой расходимостью
1.3.3. Некогерентное освещение
1.4. Интенсивность проходящего пучка электронов для клиновидного кристалла
1.5. Контраст на изображении дефекта упаковки при частично-когерентном освещении
1.6. Влияние когерентности освещения на распределение интенсивности на дифракционной картине
1.7. Заключение
ГЛАВА 2. ДИФРАКЦИЯ ЧАСТИЧНО-КОГЕРЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ ПУЧКОВ В
КРИСТАЛЛЕ С ДЕФЕКТАМИ
2.1. Определение волновой функции электрона в кристалле с дефектами
2.1.1. Уравнения для амплитуд квазиблоховских волн
2.1.2. Малоугловое рассеяние квазиблоховских волн
2.1.3. Границы применимости колонкового приближения
2.2. Взаимная интенсивность на выходной поверхности кристалла с дефектами

2.3. Моделирование дифракционных картин в сходящемся
пучке
2.3.1. Распределение интенсивности на CBED- и LACBED-картинах
2.3.2. Локализация информации и ограничения традиционных приближений
2.3.3. LACBED-картины кристалла с дислокацией
2.4. Заключение
ГЛАВА 3. НЕУПРУГОЕ РАССЕЯНИЕ БЫСТРЫХ ЭЛЕКТРОНОВ НА ВНУТРЕННИХ
ОБОЛОЧКАХ АТОМОВ КРИСТАЛЛА
3.1. Описание неупругого рассеяние быстрых электронов в кристалле при возбуждении внутренних
атомных оболочек
3.2. Неупругое взаимодействие быстрого электрона с внутренней оболочкой атома кристалла
3.2.1. Волновая функция электрона с характеристическими потерями энергии
3.2.2. Дифференциальное сечение рассеяния
3.3. Толщинная зависимость интенсивности проходящего и дифрагированного пучков электронов с характеристическими потерями энергии
3.3.1. Моделирование профилей интенсивности
3.3.2. Экспериментальные исследования
3.4. Погрешности EELS-микроанализа с использованием сильных брэгговских пучков
3.5. Заключение
ГЛАВА 4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОБЛАСТИ МАЛЫХ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ ДЛЯ МИКРОАНАЛИЗА ПОЛУПРОВОДНИКОВ МЕТОДОМ СПЕКТРОСКОПИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ 6ЫСТРЫХ ЭЛЕКТРОНОВ

4.1. Получение и обработка спектров неупруго рассеянных электронов
4.1.1. Запись спектра энергетических потерь
4.1.2. Устранение вкладов от многократного рассеяния экспериментального спектра
4.2. Моделирование плазмонного вклада в спектрах и выделение характеристических краев
4.2.1. Диэлектрический подход к описанию плазмонного вклада в спектр
4.2.2. Моделирование плазмонного пика и выделение М-края галлия в GaAs
4.2.3. Моделирование плазмонного вклада в AlGaAs и определение относительной концентрации
галлия
4.2.4. Определение локальной толщины образца
4.3 Заключение
ГЛАВА 5. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ АНАЛИЗА СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИ-АМОРФНЫХ ИНТЕРФЕЙСОВ В ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
5.1. Интенсивность на усредненных изображениях
5.2. Одномерное приближение для функции распределения атомов в аморфном слое
5.2.1. Вычисление усредненной интенсивности
5.2.2. Моделирование изображений кристаллически-аморфных интерфейсов
5.3. Усредненные экспериментальные изображения интерфейса кристаллический кремний - аморфный германий
5.4. Двухмерная функция распределения для атомов аморфного слоя
где учтено, что диаметр конденсорной дифрагмы во много раз
превышает размер сфокусированного изображения источника (ба>>бо),
а б , - радиус освещенного круга в плоскости Б'.
В отличие от случая сфокусированного изображения источника
электронов вид функции Л ,(2 , ,3 , ) и, следовательно, длина
когерентности при лип*0 становятся различными в разных точках
освещенной области. Для центральных точек взаимную интенсивность
можно вычислить аналитически, рассмотрев два случая, б
1. 42 5 2 — или б ,£
О О Э Б

Для точек цп, , удовлетворяющих условию
20о - , (1.19)
область интегрирования в выражении (1.17) определяется функцией 8а, И для получим
I т?тгб2ехр(тг10 ,) 2J (X )
3 ,(П , ,П , ) = —±
в [л (и + Д2 )]2 X
0 0 О
где Х= 2яба|п/1 - ав,2/ло(гв + дио).
Так как величина (гп+дип) определяет расстояние от конденсорной диафрагмы до плоскости Б', то формула (1.20) аналогична выражению для взаимной интенсивности сфокусированного пучка, а длина когерентности 1 ,=Ло(гс+дип)/2лба увеличивается или уменьшается в зависимости от знака дио.
2. ди > и —— или б , >
э в в' Б

В этом случае в точках до, , для которых
1Й , I * б , - 26 , (1.21)
о' 1 о и ’
после интегрирования в (1.17) имеем