【电子行业标准(SJ)】 砷化镓、磷化铟单晶晶向的测量方法

中华人民共和国机械电子工业部部标准砷化镓、磷化钢单晶晶向的测量方法主题内容与适用范围
SJ3244.3—89
本标准规定了砷化、磷化钢单晶锭端面及晶片晶向的X射线衍射测量原理、测量步骤、结果计算以及精度。
本标准适用于品片表面大体平行于（10°以内）某一低密勒指数原子面的单晶片的晶向测定。
2测量原理
2.1布拉格定律
晶体内原子按三维方向周期排列，任何取向都可视为由一系列间距为d的平行原子平面组成，当一束波长为入的单色X射线射到品体时，如果满足布拉格定律，则产生衍射。2dsino=n^
式中：d一原子面间距，A，
入一X射线波长，A；
0一布拉格角，度；
n一衍射级数，正整数。
布拉格定律的几何关系如图1所示原子
衔射束
图1布拉格衍射条件示意图
2.2碑化镓、磷化铟的衍射条件及衍射布拉格角神化镓及磷化铟均为立方晶系闪锌矿结构在立方晶系，晶格常数a与原子距间距d有如下关系：d=a/h2+K2+12
式中h、K、1为密勒指数，改变布拉格定律的形式可得：sinf=na/h2+K2+12+/2a
中华人民共和国机械电子工业部1989-03-20批准（1)
（2）
（3）
1989-03-25实施
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闪锌矿结构产生衍射的条件是：h、K、1均为奇数，成者均为偶数。而且h+k+1可以被4整除，下表列出了按这个条件产生衍射的一些低指数面的布拉格角。表砷化镓、磷化铟的布拉格角
Cukp辐射入1.54178A
反射面
2.3用X射线测角仪定询的原理
砷化综
a=5.6534A
13°49
22°41
26°54
36°30
41°55\
磷化钢
21°45
25°48
31°42°
34°55
40°30
M一X光管，S一获缝G一计数管，B一样品晶片（虑线表示产生衍射的原子平雨）图2X射线测角仪定向原理图
测定单晶片的晶向实际上就是测定晶片宏观表面和某一低指数原子面之间的偏离角中。将晶片安装在测角仪样品台上，旋转样品晶体，当出现衍射极大值时，此时入射线与相应的原子面夹角为布拉格角，而从测角仪上读出的角度Φ为入射线与样品宏观表面的夹角，?与之差就是样品晶体宏观表面相对于该原子面的偏离角?。为了测出p角与0角之差，需要将样品晶体绕其表面法线旋转90°，180°，270°进行四次测量
仪器设备
a.X光机主机
bX射线测角仪，精度为30\。
4测量步骤
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4.1调整测角仪，用标准晶体校准读数。4.2按被测晶片的材料及晶面查2.2中的表或按公式（3）计算出布拉格角e值。4.3品片准确地安放在测角仪样品台中心位置，计数管放在20位置，旋转样品（旋转轴为入射线和反射线构成的平面的法线），待衍射强度达到最大时记下测角仪样品台旋转角度pl.
4.4将晶片绕表面法线向同一方向旋转90°，180°，270°，在每一位置重复4.3操作，分别测出在每一位置的衍射角：、Φ3，甲4，参看图3。4.
图3晶片绕表而法线旋转的四个位置4.5测量单品锭端面晶向时，将锭置于测角仪样品架上，使其端面紧贴试验板，重复4.1~4.4操作。
5试验结果的计算
按下式计算晶片偏离角的水平分量α和垂直分量β，a量（ps）
（4）
β=量（—）
按下式计算晶片偏离角中：
cospcosα cos
当Φ小于5°时，（5）式简化为：SJ3244.3—89
2=α2+β2
6报告
报告应包括以下内容：
a.样品来源及编号，
b，晶向偏离角Φ;
c.绘图表示偏离角方位；
d，测试日期及测试者。
本方法精度为15。
附加说明：
本标准由机械电子工业部第十三研究所起草。本标准主要起草人：孙碧云
（6）
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