автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Цифровая обработка рентгенотопографических и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры монокристаллов

На правах рукописи

Дроздов Юрий Александрович

ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА РЕНТГЕНОТОПОГРАФИЧЕСКИХ И ПОЛЯРИЗАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ

Специальность 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения

Специальность 05.27.01 — Твёрдотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро - и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Великий Новгород - 2003

Работа выполнена в Новгородском государственном университете имени Ярослава Мудрого.

Научный руководитель - доктор физико-математических наук, профессор Данильчук Леонид Нестерович.

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Кютт Регинальд Николаевич, кандидат физико-математических наук, профессор Петров Михаил Николаевич.

Ведущая организация — Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» имени В.И. Ульянова (Ленина).

Защита состоится «28» ноября 2003 г. в 15.00 часов в аудитории 2708 на заседании диссертационного совета Д 212.168.07 при Новгородском государственном университете имени Ярослава Мудрого по адресу: 173003, г. Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, д. 41.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новгородского государственного университета имени Ярослава Мудрого.

Автореферат разослан « октября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.168.07,

кандидат технических наук, доцент

Бритин С.Н.

2оо5-Д

"Т775Т

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Высокий уровень современной микроэлектроники, достижения последних лет в области субмикронной технологии во многом связаны с применением новых структурно совершенных полупроводниковых материалов. Наличие в активной области приборов и микросхем или вблизи её даже одного дефекта может привести к браку, к нестабильности параметров и характеристик, к деградационным процессам, и как следствие, к снижению надежности приборов и микросхем, а также изделий микроэлектроники на их основе. Актуальной задачей на сегодняшний день является разработка прямых, неразрушающих, высокочувствительных и высокоразрешающих методов и методик регистрации и надежная идентификация дефектов структуры полупроводниковых материалов.

К методам, наиболее полно удовлетворяющим перечисленным требованиям, можно отнести методы рентгеновской топографии и поляризационно-оптический анализ. Простота реализации данных методов для исследования дефектов структуры монокристаллов приводит к их широкому применению в научно-исследовательских и производственных лабораториях.

Одной из основных задач рентгеновской топографии и поляризационно-оптического анализа является правильная расшифровка экспериментальных изображений и надёжная идентификация дефектов. На практике расшифровка топограмм и фотоснимков, идентификация дефектов проводятся путем сопоставления экспериментального и расчётного (смоделированного на компьютере) контраста от дефектов. При этом возникает проблема, связанная с тем, что теория дифракционного контраста от дефектов структуры до конца не создана, а на экспериментальный контраст влияют много факторов, затрудняющих его анализ. Не всегда удается выявить всю имеющуюся на топограммах и фотоплёнках

информацию, часть её не удается расшифровать, а часть просто не регистрируется человеческим глазом и, следовательно, не подвергается анализу. Возникающие при этом проблемы можно попытаться устранить или, по крайней мере, существенно уменьшить, применив методы цифровой обработки изображений.

Цель работы. Целью данной диссертационной работы является разработка методов и методик цифровой обработки, топографических и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры монокристаллических полупроводников, позволяющих повысить информативность, достоверность, экспрессность рентгеновской топографии и поляризационно-оптического анализа, надёжно идентифицировать выявленные дефекты.

Методы исследования. Цифровая обработка применялась к изображениям, полученным поляризационно-оптическим методом (метод фотоупругости) и топографическими методами на основе явления аномального прохождения рентгеновских лучей (метод АПРЛ) и Ланга. Цифровые методы обработки направлены на улучшение качества изображения (устранение слабого контраста, фоновой неоднородности, влияния зернистости фотоэмульсии) и представления анализируемых изображений в виде, более удобном для их расшифровки и идентификации дефектов.

Компьютерное моделирование теоретического контраста интенсивности от дефектов структуры полупроводников проводилось на основе модифицированных уравнений Инденбома-Чамрова. Теоретический контраст сопоставлялся с экспериментальным и, таким образом, проходила идентификация выявленного дефекта.

Научная новизна. Диссертационная работа характеризуется следующей научной новизной.

1. Впервые для повышения информативности, чувствительности, экспрессности и достоверности методов АПРЛ, Ланга и фотоупругости была

применена цифровая обработка экспериментального контраста интенсивности.

2. Определено аппаратное и программное обеспечение, позволяющее применять рассмотренные в работе методы цифровой обработки экспериментальных изображений практически во всех лабораториях физического материаловедения и структурного анализа.

3. Предложены методы цифровой обработки, позволяющие устранить наиболее распространённые дефекты изображений - слабый контраст, фоновую неоднородность, влияние зернистости фотоэмульсии и представить экспериментальный контраст в виде, более удобном для надёжной идентификации выявленных дефектов.

4. Разработаны и апробированы на большом количестве изображений методы обработки, позволившие практически полностью устранить фоновую неоднородность экспериментального контраста и влияние на него зернистости фотоэмульсии.

5. Проведено сопоставление информативности и эффективности цифровой обработки экспериментального контраста, полученного топографическими методами АПРЛ и Ланга.

6. Показана возможность выявления методом АПРЛ в кремнии микродефектов не только А-типа с размерами 20-50 мкм, но и В-типа с размерами 2-5 мкм.

Обоснованность и достоверность теоретических и экспериментальных исследований доказывается широким апробированием основных результатов работы на конференциях и семинарах различного ранга, включая международные, публикациями в академических журналах.

Практическая значимость полученных результатов состоит в следующем:

- предложены и проверены алгоритмы построения фильтров, разработаны программы для персонального компьютера, позволившие устранить основные недостатки экспериментальных изображений (слабый

контраст, фоновую неоднородность, влияние зернистости фотоэмульсии);

- повышена надёжность идентификации дефекта за счёт представления его в виде трехмерных графиков, построения областей равного контраста, профилей интенсивности, цветового контрастирования, выявления дополнительных особенностей экспериментального контраста;

- повышена информативность, достоверность и экспрессность топографических методов АПРЛ и Ланга, поляризационно-оптического анализа;

- определены требования к аппаратному и программному обеспечению цифровой обработки изображений;

показана высокая эффективность применения цифровой обработки экспериментальных изображений и возможность выявления дефектов, трудно регистрируемых традиционным методом;

Результаты диссертационной работы могут представлять практический и научный интерес для специалистов, работающих в области физического материаловедения и структурного анализа, используются в Совместной с ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН научно-учебной лаборатории рентгенотопографических методов исследования материалов электронной техники при подготовке диссертаций, дипломных работ, чтении спецкурсов для студентов физических и инженерных специальностей НовГУ им. Ярослава Мудрого.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Цифровая обработка топографических и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры монокристаллов позволяет выявить из экспериментального контраста дополнительную количественную и качественную информацию, что существенно повышает информативность, чувствительность, достоверность, экспрессность методов АПРЛ и поляризационно-оптического анализа, надёжно идентифицировать дефекты по типу, более точно локализовать их в объёме монокристалла.

2. Устранение сильной фоновой неоднородности топограмм и

фотоснимков наиболее эффективно достигается применением при цифровой обработке топографических и поляризационно-оптических изображений дефектов разработанного метода на основе высокочастотной фильтрации с предварительной обработкой изображения нелинейным фильтром.

3. Устранение влияния на качество топографических и поляризационно-оптических изображений зернистости фотоэмульсии наиболее эффективно достигается применением при цифровой обработке экспериментального контраста разработанного метода на основе фильтра с рекурсивным накоплением.

4. Предложенные методы цифровой обработки изображений дефектов структуры монокристаллов наиболее эффективны при анализе экспериментального топографического контраста, полученного методом АПРЛ и его розеточной методикой, и идентификации дефектов. Идентификация дефектов, зарегистрированных по методу Ланга, и эффективность последующей цифровой обработки экспериментального контраста в большей степени зависят от выбора отражающих плоскостей (порядка отражения).

5. При определении природы микродефектов в кремнии, имеющих различные размеры, цифровая обработка экспериментального контраста позволила однозначно идентифицировать тип дефектов, более точно оценить их концентрацию, глубину залегания и установить, что контраст, создаваемый крупными и мелкими микродефектами, идентичен и интенсивность от ядра розетки к её краю убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. При этом методом АПРЛ выявляются микродефекты не только А-типа с размерами 20-50 мкм, но и В-типа с размерами 2-5 мкм.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

1. Вторая всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. 4 — 8 декабря 2000 г., Санкт - Петербург, Научно-образовательный центр ФТИ им.

А. Ф. Иоффе РАН.

2. Седьмая всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных. 5-10 апреля 2001 г., Санкт-Петербург.

3. Третья национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ). 21-25 мая 2001 г., Москва, Институт кристаллографии РАН.

4. Восьмая всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых учёных. 29 марта — 4 апреля 2002 г., Екатеринбург.

5. Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)». 18 - 20 ноября 2002 г., Великий Новгород.

6. 10-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика -2003». 23 - 24 апреля 2003 г., Москва, Зеленоград, Московский государственный институт электронной техники (технический университет) (МИЭТ).

7. Научно-практических семинарах ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН.

8. Научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого 2000-2003 гт.

Публикации. По теме диссертации опубликовано и подготовлено к печати 24 работы, из них 8 в академических журналах. Перечень публикаций приведён в заключении.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, содержащего 152 наименований и приложения. Объем диссертации составляет 233 страницы, включая 55 рисунков, 10 таблиц, 22 листинга программ.

Краткое содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации,

сформулирована цель работы, приведены научные положения, выносимые на защиту, отмечены научная новизна и практическая значимость работы.

Первая глава посвящена рассмотрению основ поляризационно-оптического анализа и основных топографических методов, применяемых для исследования дефектов структуры монокристаллов. Особое внимание уделено методу аномального прохождения рентгеновских лучей (АПРЛ) и его розеточной методике, которые являются наиболее перспективными для исследования малодислокационных и бездислокационных материалов. Рассматриваются проблемы, связанные с анализом экспериментального топографического и поляризационно-оптического контраста. Приводится краткая классификация методов цифровой обработки изображений и анализируется перспективность их применения для расшифровки топографического и поляризационно-оптического контраста при идентификации дефектов структуры. На основании проведённого анализа сделаны выводы и поставлены задачи диссертационного исследования.

Во второй главе рассматривается программно-аппаратная организация цифровой обработки изображений, обосновывается выбор характеристик и режимов работы аппаратуры, отмечаются особенности различного программного обеспечения. Рассмотрены теоретические основы методов обработки изображений, применённых в данной работе. Выделены основные задачи обработки экспериментального контраста, к которым относятся: устранение слабого контраста, фоновой неоднородности, влияния зернистости фотоэмульсии на изображения дефектов, представление контраста в виде, более удобном для его надёжной идентификации.

В третьей главе рассматриваются пять методов и программы обработки экспериментальных изображений с высокой фоновой неоднородностью. Все методы обработки применялись к большому количеству топографических и поляризационно-оптических изображений, что позволяет оценить достоинства и недостатки каждого метода. Для всех методов приводятся разработанные тексты программ, предназначенных для

выполнения в пакете МАТЬ А В 6.0, с параметрами, при которых были получены обработанные изображения. Сравнивается эффективность применения различных методов обработки экспериментального контраста. Примеры обработки приведены на рис.1. Первый метод основан на оценке среднего значения фона в различных областях изображения и вычитании его из исходного изображения. Этот метод наиболее перспективен для обработки топографических изображений, не сильно подверженных фоновой неоднородности (рис.1д). Достоинством метода является: высокая скорость обработки, отсутствие высокочастотной фильтрации, приводящей к усилению зернистости фотоэмульсии, простота учёта изменений элементов изображения. К недостаткам метода следует отнести низкую эффективность при обработке изображений с высокой фоновой неоднородностью и необходимость для получения высоких результатов использования малого размера блока, что приводит к потере медленно меняющихся деталей изображений. Второй метод основан на прямом изменении амплитудного спектра изображения путём удаления из него гармоник, амплитуда которых больше некоторого значения. Этот метод применим для обработки топографических изображений, не сильно подверженных фоновой неоднородности и если детали изображения имеют большую протяжённость (длинные лепестки розеток). Отличительной особенностью изображений, обработанных данным методом, является наличие искажений вследствие явления Гиббса (рисЛе). С одной стороны, это является недостатком, поскольку дополнительный узор мешает анализу изображения, а с другой стороны, - достоинством, поскольку происходит усиление деталей изображения, содержащего перепады яркости. В третьем и четвёртом методах используются высокочастотная фильтрация с предварительным логарифмированием или экспоненцированием изображения. Обладая высокой скоростью обработки, эти методы могут эффективно применяться для предварительного анализа экспериментального контраста. Третий метод позволяет выявить детали, скрытые в темных областях исходного

Рисунок 1. Устранение неравномерности фона на примере поляризационно-оптического изображения монокристалла 6Н-81С: а - исходное; б -высокочастотная фильтрация с предварительным нелинейным усилением; в -высокочастотная фильтрация с предварительным экспоненцированием изображения; г - высокочастотная фильтрация с предварительным логарифмированием изображения; д - вычитание среднего значения фона; е -удаление из спектра изображения низкочастотных гармоник.

изображения, и его применение наиболее целесообразно для обработки изображений с высокой фоновой неоднородностью и невысокой зернистостью фотоэмульсии (рис.1 г). Четвёртый метод позволяет выявить детали, скрытые в светлых областях исходного изображения, и его применение наиболее целесообразно для обработки изображений с высокой фоновой неоднородностью и невысокой зернистостью фотоэмульсии (рис.1 в). В пятом методе используется высокочастотная фильтрация, однако основу метода составляет предварительная обработка изображения нелинейным фильтром. Этот метод позволяет одновременно выявлять детали изображения на топограмме и фотопленке с высокой фоновой неоднородностью и невысокой зернистостью фотоэмульсии, скрытые как в темных, так и в светлых областях, но при этом скорость обработки меньше, чем в третьем и четвёртом методах (рис. 16). Анализ результатов обработки показывает наибольшую перспективность применения разработанного метода, основанного на нелинейном усилении и высокочастотной фильтрации, для выявления изображений дефектов структуры, невидимых до обработки.

В четвертой главе рассматриваются четыре метода и программы устранения влияния зернистости фотоэмульсии на качество изображений дефектов. Первый метод основан на линейной низкочастотной фильтрации изображения. Преимуществом линейной фильтрации является независимость линейных искажений, вносимых работой фильтра, от яркости элементов изображения, что приводит к одинаковому изменению всех деталей контраста. Второй метод основан на прямом изменении амплитудного спектра изображения путём удаления из него гармоник, амплитуда которых меньше некоторого значения. Этот метод применяется при локальной обработке областей изображения для выявления дополнительных особенностей контраста, формируемого дефектами. В третьем методе применена фильтрация изображения нелинейным нерекурсивным фильтром. Принцип действия фильтра основан на распознавании в обрабатываемом

изображении областей сигнала и шума по отличию их средних значений с последующей низкочастотной фильтрацией области шума при сохранении неизменной области сигнала. Этот метод применяется, если возникает необходимость в обработке изображения с целью уменьшения шума при практически полном сохранении закона изменения контраста, формируемого дефектами. В четвёртом методе применена фильтрация изображения нелинейным рекурсивным фильтром. Принцип действия фильтра основан на распознавании в изображении областей сигнала и шума по отличию их средних значений, что позволяет произвести усиление сигнала и ослабление шума путём рекурсивного накопления с различными весовыми коэффициентами для сигнала и шума. Этот метод обладает наибольшей эффективностью подавления зернистости фотоэмульсии и усиления контраста, создаваемого дефектами монокристалла.

Сравнивается эффективность применения различных методов устранения влияния зернистости фотоэмульсии и показана перспективность применения для этой цели разработанного нелинейного рекурсивного фильтра (рис.2). Для всех методов приводятся тексты программ, предназначенные для выполнения в пакете МАТЬАВ 6.0, с параметрами, при которых были получены обработанные изображения.

В пятой главе рассматривается применение цифровой обработки для расшифровки экспериментального контраста и идентификации дефектов различного типа в БЮ, ОаАэ и Б! (винтовых и краевых дислокаций, микродефектов). Проводится сравнение эффективности цифровой обработки для расшифровки экспериментального контраста, полученного топографическими методами АПРЛ и Ланга. Для идентификации дефектов структуры и их локализации в объёме монокристалла использовалось размытие (линейная низкочастотная фильтрация), цветовое контрастирование, представление дефекта в виде трехмерных графиков, областей равного контраста и построение профиля интенсивности.

'¿Чч

Рисунок 2. Устранение зернистости фотоэмульсии на примере обработки фрагмента топограммы монокристалла 6Н-51С, содержащей изображения краевых дислокаций: а - исходное изображение; б - после фильтрации; в, г -трехмерные графики; д, е - профили интенсивности вдоль направления, указанного стрелкой.

При цифровой обработке экспериментального контраста, содержащего изображения краевых и винтовых дислокаций, удаётся выявить особенности, не регистрируемые традиционным способом. Для винтовых дислокаций выявляется более сложная структура розеток, связанная с наличием дополнительных лепестков (шесть вместо двух, рис.3). Для краевых дислокаций выявляется асимметрия лепестков розеток (рис.4), а для поляризационно-оптических изображений краевых дислокаций наличие дополнительных лепестков (10 вместо 6) и соответствие оптического изображения топографическому.

При определении природы микродефектов в кремнии, имеющих различные размеры, цифровая обработка экспериментального контраста позволила однозначно идентифицировать тип дефектов, более точно оценить их концентрацию и глубину залегания. Установлено, что контраст, создаваемый крупными и мелкими микродефектами, идентичен, и интенсивность от ядра розетки к её краю убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. Показано, что методом АПРЛ и его розеточной методикой выявляются микродефекты не только А-типа с размерами 20-50 мкм, но и В-типа с размерами 2-5 мкм, которые ранее регистрировались только электронной микроскопией (рис.5). При цифровой обработке микродефектов, благодаря цветовому контрастированию и выявлению дополнительных лепестков, удаётся более точно локализовать дефект по глубине и по поверхности образца

При сравнении информативности топографических методов АПРЛ и Ланга показана более высокая эффективность цифровой обработки изображений дефектов, выявленных методом АПРЛ и его розеточной методикой, по сравнению с методом Ланга (рис.6). Идентификация дефектов, зарегистрированных методом АПРЛ, проводилась сопоставлением экспериментального контраста, подвергнутого цифровой обработке, с теоретическим, рассчитанным по модифицированным уравнениям Инденбома-Чамрова. Показано, что при идентификации дефектов,

[1120]^

^ ш

ТО

о >» зго :хо ли

(СО 605 "Мй ИХ)

Рисунок 3. Экспериментальная и теоретическая розетка интенсивности от винтовой дислокации в монокристалле БЮ: а - исходный контраст; б -смоделированный контраст; в - после обработки изображения (гауссово размытие); г - трехмерный график; д - области равного контраста; е -профиль интенсивности (снятие профиля производилось по направлению, указанному на рис.Зв).

Рисунок 4. Экспериментальная и теоретическая розетка интенсивности от краевой дислокации в монокристалле БЮ: а - исходный контраст; б -смоделированный контраст; в - после обработки изображения (гауссово размытие); г - трехмерный график; д- области равного контраста; е -профиль интенсивности (снятие профиля производилось по направлению, указанному на рис.4в).

Рисунок 5. Фрагмент топограммы кремния и результат его компьютерной обработки: а — исходный контраст; б - после устранения фоновой неоднородности; в - после обработки фильтром с рекурсивным накоплением.

шрФЧШ I1-"л;

" А <

Рисунок 6. Фрагмент области топограммы (слева - метод АПРЛ, справа -метод Ланга): а - просканированные топограммы; б - трехмерные графики (исходный контраст); в - гаусс-размытие; г - области равного контраста; д -трехмерные графики (размытый контраст).

зарегистрированных по методу Ланга, эффективность цифровой обработки изображений зависит от выбора отражающих плоскостей (порядка отражения).

В заключение главы делается вывод о перспективности рассмотренных методов цифровой обработки для повышения информативности, достоверности, экспрессности топографических методов и поляризационно-оптического анализа, надёжной идентификации дефектов структуры.

В заключении сделаны выводы по работе и даны рекомендации по дальнейшему развитию методов рентгеновской топографии и поляризационно-оптического анализа с помощью средств цифровой обработки изображений, приведён перечень опубликованных и сданных в печать научных статей.

В приложении приведён текст подпрограммы, выполняющей линейную фильтрацию и синтез линейных фильтров с конечной импульсной характеристикой.

Основные результаты и выводы

Цифровая обработка топографического и поляризационно-оптического экспериментального контраста от дефектов структуры монокристаллов позволила при сопоставлении изображений дефектов с теоретически рассчитанными по модифицированным уравнениям Инденбома-Чамрова надёжно их идентифицировать, повысить информативность,

чувствительность, достоверность и экспрессность методов АПРЛ и фотоупругости (поляризационно-оптический анализ). Показана перспективность цифровой обработки для расшифровки экспериментального контраста и идентификации дефектов структуры монокристаллов.

В ходе выполнения диссертационной работы автором были получены следующие основные научные результаты.

1. Разработаны и апробированы методы цифровой обработки, позволяющие эффективно устранить сильную фоновую неоднородность

экспериментального топографического и поляризационно-оптического контраста от дефектов структуры монокристаллов. При этом наилучшие результаты получены при использовании метода, основанного на высокочастотной фильтрации с предварительной обработкой изображения нелинейным фильтром.

2. Разработаны и апробированы методы цифровой обработки, позволяющие эффективно устранить влияние зернистости фотоэмульсии на качество топографического и поляризационно-оптического контраста от дефектов структуры монокристаллов. Наилучшие результаты при этом получены при использовании метода на основе фильтра с рекурсивным накоплением.

3. Последовательное применение нескольких фильтров позволило при цифровой обработке существенно повысить качество экспериментальных изображений и выявить дополнительную количественную и качественную информацию позволившую однозначно идентифицировать тип дефекта и его локализацию в объёме монокристалла.

4. Представление экспериментального контраста в цвете, включая цветовое контрастирование, позволяет в ряде случаев выявить ядро розетки интенсивности и локализовать дефект.

5. Показана более высокая эффективность и информативность метода АПРЛ и его розеточной методики в сравнении с методом Ланга в выявлении дефектов структуры малодислокационных и бездислокационных монокристаллов.

6. Цифровая обработка изображений дефектов структуры монокристаллов наиболее эффективна при анализе экспериментального топографического контраста, полученного методом АПРЛ и его розеточной методикой, и идентификации дефектов.

7. Идентификация дефектов, зарегистрированных по методу Ланга, и эффективность последующей цифровой обработки экспериментального контраста в большей степени зависят от выбора отражающих плоскостей

(порядка отражения).

8. Размытие экспериментального топографического и поляризационно-оптического контраста от дефектов структуры монокристаллов с помощью линейных низкочастотных фильтров («гаусс-размытие» и «усреднение») не приводит к потере информации о дефекте. При этом уменьшается влияние зернистости на качество анализируемого экспериментального контраста.

9. Представление экспериментального контраста в виде трёхмерных графиков и областей равного контраста, построение профилей интенсивности позволяет представить изображение дефекта в виде, более удобном для его надёжной идентификации.

10. При определении природы микродефекгов в кремнии цифровая обработка экспериментального контраста, позволила однозначно идентифицировать тип дефектов, более точно оценить концентрацию и глубину их залегания, установить, что контраст, создаваемый крупными и мелкими микродефектами, идентичен, выявить микродефекты В-типа с размерами 2-5 мкм, ранее регистрируемые только электронной микроскопией.

Полученные в данной диссертационной работе научные и практические результаты свидетельствуют о высокой перспективности цифровой обработки экспериментального топографического и поляризационно-оптического контраста, необходимости её применения для расшифровки изображений дефектов и их надёжной идентификации. Всё это в конечном итоге может способствовать созданию приборов и микросхем с более высокими функциональными и эксплутационными характеристиками.

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

1. Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Рентгенотопографические исследования дефектов монокрисгаллического Б Ю на основе эффекта Бормана // Вторая всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и

полупроводниковой опто - и наноэлектронике: Тезисы докладов. — Санкт-Петербург. 2000. - С.74.

2. Васильева Е.В., Дроздов Ю.А. Компьютерное моделирование рентгенотопографических изображений дефектов в монокристаллах карбида кремния // Вторая всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто - и наноэлектронике: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2000. - С.71.

3. Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Компьютерная обработка изображений дефектов структуры монокристаллического SiC, выявляемых рентгенотопографическими и поляризационно-оптическими методами // Седьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2001. - С.164.

4. Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Исследование рентгенотопографического контраста от дефектов структуры монокристаллического карбида кремния в случае эффекта Бормана // Седьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2001. - С. 166.

5. Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Подготовка монокристаллического карбида кремния для рентгенотопографических исследований // Седьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. — Санкт-Петербург. 2001. - С.520.

6. Степанова Е.Ю., Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Исследование дислокаций в карбиде кремния методом поляризационно-оптического анализа // Седьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2001. - С.261.

7. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Компьютерная обработка рентгенотопографических изображений дефектов структуры монокристаллов // III национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-2001: Тезисы докладов. - Москва, 2001. - С.329.

8. Дроздов Ю.А. Компьютерная обработка рентгенотопографических изображений дефектов структуры полупроводников // Восьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Екатеринбург, 2002. - С.179.

9. Дроздов Ю.А. Применение поляризационно-оптического метода для исследования дефектов структуры монокристаллического 6Н-8Ю // Восьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Екатеринбург, 2002. - С. 180.

Ю.Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Компьютерная обработка рентгенотопографических изображений дефектов структуры монокристаллов Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2002,№8.-с. 6-11.

11. Буйлов А.Н., Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Сравнительная характеристика "розеточных" методик исследования дислокаций в монокристаллах // Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)»: Тезисы докладов. - Великий Новгород, 2002. - С. 35-37.

12.Буйлов А.Н., Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Экспериментальное определение чувствительности рентгено-топографического метода на основе эффекта Бормана к упругим микродеформациям // Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)»: Тезисы докладов. — Великий Новгород, 2002. - С. 38-40.

13.Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Диагностика монокристаллов с применением компьютерной обработки дифракционных и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры // Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия,

электронная микроскопия)»: Тезисы докладов. - Великий Новгород, 2002. -С. 47-49.

Н.Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Исследование дефектов в бездислокационном кремнии рентгенотопографическим методом на основе эффекта Бормана // Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)»: Тезисы докладов. - Великий Новгород, 2002. - С. 50-52.

15.Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Рентгеновская топография дефектов структуры монокристаллических полупроводников на основе эффекта Бормана (обзор) Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Т. 68, №11,2002. - С. 24-33.

16.Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Применение компьютерной обработки рентгенотопографических изображений для идентификации дефектов структуры монокристаллов Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Т. 68, № 12,2002. - С. 30-36.

17.Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Исследование дислокаций в монокристаллическом карбиде кремния поляризационно-оптическим методом Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Т 69, № 1,2003.-С. 24-29.

18.Дроздов Ю.А., Белехов Я.С. Компьютерная обработка и анализ топографических изображений краевых дислокаций в монокристаллах 6Н-вЮ // 10-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика — 2003. Московский государственный институт электронной техники (технический университет) (МИЭТ): Тезисы докладов. - Москва, Зеленоград, 2003. - с.12.

19.Анисимов В.Г., Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Рентгенотопографическое исследование ростовых дефектов упаковки в монокристаллическом кремнии // Третья Российская конференция по материаловедению и физико-химическим основам технологий получения

легированных кристаллов кремния и приборных структур на его основе («Кремний-2003»). МИСиС: Тезисы докладов. - Москва, 2003. - С. 31-32.

20.Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Диагностика монокристаллов применением компьютерной обработки дифракционных и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры Заводская лаборатория. Диагностика материалов (принята к печати в 2003 г.)

21. Дроздов Ю.А., Ткаль В.А., Окунев А.О., Данильчук Л.Н. Устранение фоновой неоднородности и влияния зернистости фотоматериалов на топографические и поляризационно-оптические изображения дефектов структуры монокристаллов Заводская лаборатория. Диагностика материалов (принята к печати в 2003 г.)

22. Окунев А.О., Ткаль В.А., Дроздов Ю.А., Данильчук Л.Н. Топографический контраст винтовых дислокаций в монокристаллах 6H-SIC и его компьютерная обработка Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования (принята к печати в 2003 г.).

23.Ткаль В.А., Окунев А.О., Дроздов Ю.А., Шульпина И.Л., Данильчук Л.Н. Компьютерная обработка и анализ топографических изображений краевых дислокаций в монокристаллах 6H-SIC Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования (принята к печати в 2003 г.).

24.Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Данильчук Л.Н. Применение цифровой обработки экспериментального контраста дефектов структуры, выявленных методом АПРЛ в монокристаллах 6H-SiC // 4 национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-2003: Тезисы докладов (приняты к печати в 2003 г.), 17-22 ноября 2003 года, Москва.

Доклад «Компьютерная обработка изображений дефектов структуры монокристаллического SIC, выявляемых рентгенотопографическими и поляризационно-оптическими методами», представленный на Седьмой

Всероссийской научной конференция студентов-физиков и молодых ученых, проходившей 5+10 апреля 2001 г. в Санкт-Петербурге, отмечен в числе победителей дипломом второй степени.

Работа поддержана:

1. грантом РФФИ № 02-02-17661а;

2. программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», программа 202 «Новые материалы», раздел 202.01 «Материалы для микро- и наноэлектроники», код Проекта 01.02.048;

3. грантом по конкурсу персональных грантов (стипендий) 2002 года для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по исследованиям в области гуманитарных, естественных, технических и медицинских наук, № М02-3.9к-88.

Работа выполнена в Совместной с ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН научно-учебной лаборатории рентгенотопографических методов исследования материалов электронной техники.

Изд. лиц. ЛР № 020815 от 21.09.98. Подписано в печать 24.10.2003. Бумага офсетная. Формат 60x84 1/16. Гарнитура Times New Roman. Печать офсетная. Усл.печ.л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,7. Тираж 100 экз. Заказ № 127.

Издательско-полиграфический центр Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого. 173003, Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41.

Отпечатано в ИПЦ НовГУ им. Ярослава Мудрого. 173003, Великий Новгород, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41.

Qoûî-/)

(77S4 P177 5 4

t.

УСЛОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ.

1.1 Основные топографические методы и методики исследования дефектов структуры монокристаллов.

1.2 Поляризационно-оптический метод исследования дефектов структуры монокристаллов.

1.3 Актуальные проблемы анализа изображений дефектов структуры монокристаллов.

1.4 Выводы и постановка задач диссертационного исследования.

ГЛАВА 2 МЕТОДИКА И ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОНТРАСТА ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛОВ.

2.1 Аппаратная организация цифровой обработки рентгенотопографических и поляризационно-оптических изображений.

2.2 Программное обеспечение цифровой обработки топографических и поляризационно-оптических изображений.

2.3 Выбор и обоснование методов цифровой обработки изображений.

2.3.1 Линейная фильтрация.

2.3.2 Нелинейная фильтрация.

2.4 Особенности экспериментального контраста: слабый контраст, фоновая неоднородность, зернистость фотоэмульсии.

2.5 Выводы.

ГЛАВА 3 МЕТОДЫ И ПРОГРАММЫ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ВЫСОКОЙ ФОНОВОЙ НЕОДНОРОДНОСТЬЮ.

3.1 Метод устранения слабого контраста.

3.2 Методы устранения неравномерного фона.

3.2.1 Метод, основанный на оценке среднего значения фона в различных областях изображения и вычитании его из исходного изображения.

3.2.2 Метод, основанный на прямом изменении амплитудного спектра изображения.

3.2.3 Методы, основанные на высокочастотной фильтрации с предварительным логарифмированием и экспоненцированием изображения

3.2.4 Метод, основанный на высокочастотной фильтрации с предварительной обработкой изображения нелинейным фильтром.

3.3 Выводы.

ГЛАВА 4 МЕТОДЫ И ПРОГРАММЫ УСТРАНЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ЗЕРНИСТОСТИ ФОТОЭМУЛЬСИИ НА КАЧЕСТВО ИЗОБРАЖЕНИЙ ДЕФЕКТОВ.

4.1 Методы на основе прямого изменения амплитудного спектра изображения и линейной фильтрации.

4.2 Метод на основе фильтра усреднения зерна с порогом.

4.3 Метод на основе фильтра с рекурсивным накоплением.

4.4 Методы представления изображения в виде, удобном для визуального анализа и измерения на изображениях.

4.5 Выводы.

ГЛАВА 5 ПРИМЕНЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ ДЛЯ РАСШИФРОВКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОНТРАСТА И ИДЕНТИФИКАЦИИ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ РАЗЛИЧНОГО ТИПА В МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ.

5.1 Исследуемые образцы, их подготовка для топографических и поляризационно-оптических исследований, методика цифровой обработки

5.2 Цифровая обработка экспериментального контраста, содержащего изображения винтовых и краевых дислокаций.

5.2.1 Экспериментальный и теоретический контраст от винтовых дислокаций

5.2.2 Экспериментальный и теоретический контрасты от краевых дислокаций

5.3 Сопоставление информативности и эффективности цифровой обработки экспериментального контраста, полученного топографическими методами

АПРЛ и Ланга.

5.4 Применение метода АПРЛ для исследования микродефектов.

5.4.1 Теоретический расчет контраста от микродефектов.

5.4.2 Цифровая обработка экспериментального контраста, содержащего изображения микродефектов. 5.5 Выводы.

Высокий уровень современной микроэлектроники, достижения последних лет в области субмикронной технологии во многом связаны с применением новых структурно совершенных полупроводниковых материалов. Широкое применение в полупроводниковом производстве получили малодислокационные и бездислокационные материалы. Наличие в активной области приборов и микросхем или вблизи её даже одного дефекта может привести к браку, к нестабильности параметров и характеристик, к деградационным процессам, т.е. существенно снижает надежность как самих приборов и микросхем, так и изделий микроэлектроники на их основе. Поэтому актуальной задачей на сегодняшний день является как разработка прямых, неразрушающих, высокочувствительных и высокоразрешающих методов и методик регистрации, так и надежная идентификация дефектов структуры основных полупроводниковых материалов, применяемых в технологии производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

К таким методам, наиболее полно удовлетворяющим перечисленным требованиям, относятся методы рентгеновской топографии и поляризационно-оптического анализа. Совместное применение этих методов для исследования одного и того же образца позволяет повысить достоверность и информативность эксперимента. Простота реализации данных методов для исследования дефектов структуры полупроводниковых материалов приводит к их широкому применению в научно-исследовательских и производственных лабораториях.

Одной из основных задач рентгеновской топографии и поляризационно-оптического анализа является правильная расшифровка экспериментальных изображений и надёжная идентификация дефектов. На практике расшифровка топограмм и фотоснимков, идентификация дефектов проводятся путем сопоставления экспериментального и расчетного (смоделированного на компьютере) контраста от дефектов. При этом возникает проблема, связанная с тем, что теория дифракционного контраста от дефектов структуры до конца не создана, а на экспериментальный контраст влияют много факторов, затрудняющих его анализ. Не всегда удается выявить всю имеющуюся на топограммах и фотоплёнках информацию, часть её не удается расшифровать, а часть просто не регистрируется человеческим глазом и, следовательно, не подвергается анализу. Возникающие при этом проблемы можно попытаться устранить или, по крайней мере, существенно уменьшить, применив методы цифровой обработки изображений.

Цель работы. Целью данной диссертационной работы является разработка методов и методик цифровой обработки топографических и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры монокристаллических полупроводников, позволяющих повысить информативность, достоверность, экспрессность рентгеновской топографии и поляризационно-оптического анализа, надёжно идентифицировать выявленные дефекты.

Методы исследования. Цифровая обработка применялась к изображениям, полученным поляризационно-оптическим методом (метод фотоупругости) и топографическими методами на основе явления аномального прохождения рентгеновских лучей (метод АПРЛ) и Ланга. Цифровые методы обработки направлены на улучшение качества изображения (устранение слабого контраста, фоновой неоднородности, влияния зернистости фотоэмульсии) и представления анализируемых изображений в виде, более удобном для их расшифровки и идентификации дефектов.

Компьютерное моделирование теоретического контраста интенсивности от дефектов структуры полупроводников проводилось решением модифицированных уравнений Инденбома-Чамрова. Теоретический контраст сопоставлялся с экспериментальным и, таким образом, проходила идентификация выявленного дефекта.

Научная новизна. Диссертационная работа характеризуется следующей научной новизной.

1. Впервые для повышения информативности, чувствительности, экспрессности и достоверности методов АПРЛ, Ланга и фотоупругости, была применена цифровая обработка экспериментального контраста интенсивности.

2. Определено аппаратное и программное обеспечение, позволяющее применять рассмотренные в работе методы цифровой обработки экспериментальных изображений практически во всех лабораториях физического материаловедения и структурного анализа.

3. Предложены методы цифровой обработки, позволяющие устранить наиболее распространённые дефекты изображений, - слабый контраст, фоновую неоднородность, влияние зернистости фотоэмульсии и представить экспериментальный контраст в виде, более удобном для надёжной идентификации выявленных дефектов.

4. Разработаны и апробированы на большом количестве изображений методы обработки, позволившие практически полностью устранить фоновую неоднородность экспериментального контраста и влияние на него зернистости фотоэмульсии.

5. Проведено сопоставление информативности и эффективности цифровой обработки экспериментального контраста, полученного топографическими методами АПРЛ и Ланга.

6. Показана возможность выявления методом АПРЛ в кремнии микродефектов не только А-типа с размерами 20-50 мкм, но и В-типа с размерами 2-5 мкм.

Обоснованность и достоверность теоретических и экспериментальных исследований доказывается широким апробированием основных результатов работы на конференциях и семинарах различного ранга, включая международные, публикациями в академических журналах.

Практическая значимость полученных результатов состоит в следующем:

- предложены и проверены алгоритмы построения фильтров, разработаны программы для персонального компьютера, позволившие устранить основные недостатки экспериментальных изображений (слабый контраст, фоновую неоднородность, влияние зернистости фотоэмульсии);

- повышена надёжность идентификации дефекта за счёт представления его в виде трехмерных графиков, построения областей равного контраста, профилей интенсивности, цветового контрастирования, выявления дополнительных особенностей экспериментального контраста; повышена информативность, достоверность и экспрессность топографических методов АПРЛ и Ланга, поляризационно-оптического анализа;

- определены требования к аппаратному и программному обеспечению цифровой обработки изображений; показана высокая эффективность применения цифровой обработки экспериментальных изображений и возможность выявления дефектов, трудно регистрируемых традиционным способом;

Результаты диссертационной работы могут представлять практический и научный интерес для специалистов, работающих в области физического материаловедения и структурного анализа, используются в Совместной с ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН научно-учебной лаборатории рентгенотопографических методов исследования материалов электронной техники при подготовке диссертаций, дипломных работ, чтении спецкурсов для студентов физических и инженерных специальностей НовГУ им. Ярослава Мудрого.

Научные положения, выносимые на защиту.

1. Цифровая обработка топографических и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры монокристаллов позволяет выявить из экспериментального контраста дополнительную количественную и качественную информацию, что существенно повышает информативность, чувствительность, достоверность, экспрессность методов АПРЛ и поляризационно-оптического анализа, надёжно идентифицировать дефекты по типу, более точно локализовать их в объёме монокристалла.

2. Устранение сильной фоновой неоднородности топограмм и фотоснимков наиболее эффективно достигается применением при цифровой обработке топографических и поляризационно-оптических изображений дефектов разработанного метода на основе высокочастотной фильтрации с предварительной обработкой изображения нелинейным фильтром.

3. Устранение влияния на качество топографических и поляризационно-оптических изображений зернистости фотоэмульсии наиболее эффективно достигается применением при цифровой обработке экспериментального контраста разработанного метода на основе фильтра с рекурсивным накоплением.

4. Предложенные методы цифровой обработки изображений дефектов структуры монокристаллов наиболее эффективны при анализе экспериментального топографического контраста, полученного методом АПРЛ и его розеточной методикой, и идентификации дефектов. Идентификация дефектов, зарегистрированных по методу Ланга, и эффективность последующей цифровой обработки экспериментального контраста в большей степени зависят от выбора отражающих плоскостей (порядка отражения).

5. При определении природы микродефектов в кремнии, имеющих различные размеры, цифровая обработка экспериментального контраста позволила однозначно идентифицировать тип дефектов, более точно оценить их концентрацию, глубину залегания и установить, что контраст, создаваемый крупными и мелкими микродефектами, идентичен и интенсивность от ядра розетки к её краю убывает обратно пропорционально квадрату расстояния. При этом методом АПРЛ выявляются микродефекты не только А-типа с размерами 20-50 мкм, но и В-типа с размерами 2-5 мкм.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах:

1. Вторая всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике. 4 — 8 декабря 2000 г., Санкт - Петербург, Научно-образовательный центр ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН.

2. Седьмая всероссийская научная конференция студентов- физиков и молодых учёных. 5-10 апреля 2001 г., Санкт-Петербург.

3. Третья национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов (РСНЭ). 21-25 мая 2001 г., Москва, Институт кристаллографии РАН.

4. Восьмая всероссийская научная конференция студентов- физиков и молодых учёных. 29 марта - 4 апреля 2002 г., Екатеринбург.

5. Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)». 18-20 ноября 2002 г., Великий Новгород.

6. 10-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2003». 23 — 24 апреля 2003 г., Москва, Зеленоград, Московский государственный институт электронной техники (технический университет) (МИЭТ).

7. Научно-практических семинарах ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН.

8. Научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого 2000-2003 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликовано и подготовлено к печати 24 работы, из них 8 в академических журналах. Перечень публикаций приведён в заключении.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, содержащего 152 наименования и приложения. Объем диссертации составляет 233 страницы, включая 55 рисунков, 10 таблиц, 22 листинга программ.

Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в следующих работах:

1. Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Рентгенотопографические исследования дефектов монокристаллического Б ¡С на основе эффекта Бормана // Вторая всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто - и наноэлектронике: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2000. - С.74.

2. Васильева Е.В., Дроздов Ю.А. Компьютерное моделирование рентгенотопографических изображений дефектов в монокристаллах карбида кремния // Вторая всероссийская молодёжная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто — и наноэлектронике: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2000. - С.71.

3. Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Компьютерная обработка изображений дефектов структуры монокристаллического БЮ, выявляемых рентгенотопографическими и поляризационно-оптическими методами // Седьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2001. - С. 164.

4. Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Исследование рентгенотопографического контраста от дефектов структуры монокристаллического карбида кремния в случае эффекта Бормана // Седьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных:

Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2001. - С. 166.

5. Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Подготовка монокристаллического карбида кремния для рентгенотопографических исследований // Седьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2001. - С.520.

6. Степанова Е.Ю., Дроздов Ю.А., Васильева Е.В. Исследование дислокаций в карбиде кремния методом поляризационно-оптического анализа // Седьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Санкт-Петербург. 2001. - С.261.

7. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Компьютерная обработка рентгенотопографических изображений дефектов структуры монокристаллов // III национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-2001: Тезисы докладов. - Москва, 2001. - С.329.

8. Дроздов Ю.А. Компьютерная обработка рентгенотопографических изображений дефектов структуры полупроводников // Восьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Екатеринбург, 2002. - С. 179.

9. Дроздов Ю.А. Применение поляризационно-оптического метода для исследования дефектов структуры монокристаллического 6H-SiC // Восьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. - Екатеринбург, 2002. - С. 180.

10. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Компьютерная обработка рентгенотопографических изображений дефектов структуры монокристаллов Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2002, №8.-с. 6-11.

11. Буйлов А.Н., Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Сравнительная характеристика "розеточных" методик исследования дислокаций в монокристаллах // Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)»: Тезисы докладов. - Великий Новгород, 2002. - С. 35-37.

12. Буйлов А.Н., Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Экспериментальное определение чувствительности рентгено-топографического метода на основе эффекта Бормана к упругим микродеформациям // Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)»: Тезисы докладов. - Великий Новгород, 2002. - С. 38-40.

13. Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Диагностика монокристаллов с применением компьютерной обработки дифракционных и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры // Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)»: Тезисы докладов. - Великий Новгород, 2002. - С. 47-49.

14. Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Исследование дефектов в бездислокационном кремнии рентгенотопографическим методом на основе эффекта Бормана // Международный научный семинар «Современные методы анализа дифракционных данных (рентгенотопография, дифрактометрия, электронная микроскопия)»: Тезисы докладов. - Великий Новгород, 2002. — С. 50-52.

15. Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Рентгеновская топография дефектов структуры монокристаллических полупроводников на основе эффекта Бормана (обзор) Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Т. 68, № 11, 2002. - С. 24-33.

16. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В. А., Шульпина И.Л. Применение компьютерной обработки рентгенотопографических изображений для идентификации дефектов структуры монокристаллов Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Т. 68, № 12, 2002. - С. 30-36.

17. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В. А., Шульпина ИЛ. Исследование дислокаций в монокристаллическом карбиде кремния поляризационно-оптическим методом Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Т 69, № 1, 2003. - С. 24-29.

18. Дроздов Ю.А., Белехов Я.С. Компьютерная обработка и анализ топографических изображений краевых дислокаций в монокристаллах бН-БЮ // 10-я Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов Микроэлектроника и информатика - 2003. Московский государственный институт электронной техники (технический университет) (МИЭТ): Тезисы докладов. - Москва, Зеленоград, 2003. - С. 12.

19. Анисимов В.Г., Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Рентгенотопографическое исследование ростовых дефектов упаковки в монокристаллическом кремнии // Третья Российская конференция по материаловедению и физико-химическим основам технологий получения легированных кристаллов кремния и приборных структур на его основе («Кремний-2003»). МИСиС: Тезисы докладов. - Москва, 2003. - С. 31-32.

20. Данильчук Л.Н., Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Диагностика монокристаллов применением компьютерной обработки дифракционных и поляризационно-оптических изображений дефектов структуры Заводская лаборатория. Диагностика материалов (принята к печати в 2003 г., № 11)

21. Дроздов Ю.А., Ткаль В.А., Окунев А.О., Данильчук Л.Н. Устранение фоновой неоднородности и влияния зернистости фотоматериалов на топографические и поляризационно-оптические изображения дефектов структуры монокристаллов Заводская лаборатория. Диагностика материалов (принята к печати в 2003 г.)

22. Окунев А.О., Ткаль В.А., Дроздов Ю.А., Данильчук Л.Н. Топографический контраст винтовых дислокаций в монокристаллах бН-БГС и его компьютерная обработка. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования (принята к печати в 2003 г.).

23. Ткаль В.А., Окунев А.О., Дроздов Ю.А., Шульпина И.Л., Данильчук Л.Н. Компьютерная обработка и анализ топографических изображений краевых дислокаций в монокристаллах бН-БЮ Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования (принята к печати в 2003 г.).

24. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Данильчук Л.Н. Применение цифровой обработки экспериментального контраста дефектов структуры, выявленных методом АПРЛ в монокристаллах бН-БЮ // 4 национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РСНЭ-2003: Тезисы докладов (приняты к печати в 2003 г.).

Работа поддержана:

1. грантом РФФИ № 02-02-17661а;

2. программой «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», программа: 202 Новые материалы, раздел 202.01 Материалы для микро- и наноэлектроники, код Проекта 01.02.048.

3. персональным грантом 2002 года для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по исследованиям в области гуманитарных, естественных, технических и медицинских наук № М02-3.9к-88.

Доклад «Компьютерная обработка изображений дефектов структуры монокристаллического БЮ, выявляемых рентгенотопографическими и поляризационно-оптическими методами», представленный на Седьмой Всероссийской научной конференция студентов - физиков и молодых ученых, проходившей 54-10 апреля 2001 г. в Санкт- Петербурге, отмечен в числе победителей дипломом второй степени.

Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю Л.Н. Данильчуку, всем сотрудникам Совместной с ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН научно-учебной лаборатории рентгенотопографических методов исследования материалов электронной техники, её научному руководителю со стороны ФТИ И.Л. Шульпиной за помощь в проведении исследований и обсуждении основных результатов работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цифровая обработка топографического и поляризационно-оптического экспериментального контраста от дефектов структуры монокристаллов позволила при сопоставлении изображений дефектов с теоретически рассчитанными по модифицированным уравнениям Инденбома-Чамрова надёжно их идентифицировать, повысить информативность, чувствительность, достоверность и экспрессность методов АПРЛ и фотоупругости (поляризационно-оптический анализ). Показана перспективность цифровой обработки для расшифровки экспериментального контраста и идентификации дефектов структуры монокристаллов.

В ходе выполнения диссертационной работы автором были получены следующие основные научные результаты.

1. Разработаны и апробированы методы цифровой обработки, позволяющие эффективно устранить сильную фоновую неоднородность экспериментального топографического и поляризационно-оптического контраста от дефектов структуры монокристаллов. При этом наилучшие результаты получены при использовании метода, основанного на высокочастотной фильтрации с предварительной обработкой изображения нелинейным фильтром.

2. Разработаны и опробированы методы цифровой обработки, позволяющие эффективно устранить влияние зернистости фотоэмульсии на качество топографического и поляризационно-оптического контраста от дефектов структуры монокристаллов. Наилучшие результаты при этом получены при использовании метода на основе фильтра с рекурсивным накоплением.

3. Последовательное применение нескольких фильтров позволило при цифровой обработке существенно повысить качество экспериментальных изображений и выявить дополнительную количественную и качественную информацию позволившую однозначно идентифицировать тип дефекта и его локализацию в объёме монокристалла.

4. Представление экспериментального контраста в цвете, включая цветовое контрастирование, позволяет в ряде случаев выявить ядро розетки интенсивности и локализовать дефект.

5. Показана более высокая эффективность и информативность метода АПРЛ и его розеточной методики в сравнении с методом Ланга в выявлении дефектов структуры малодислокационных и бездислокационных монокристаллов.

6. Цифровая обработка изображений дефектов структуры монокристаллов наиболее эффективна при анализе экспериментального топографического контраста, полученного методом АПРЛ и его розеточной методикой, и идентификации дефектов.

7. Идентификация дефектов, зарегистрированных по методу Ланга, и эффективность последующей цифровой обработки экспериментального контраста в большей степени зависят от выбора отражающих плоскостей (порядка отражения).

8. Размытие экспериментального топографического и поляризационно-оптического контраста от дефектов структуры монокристаллов с помощью линейных низкочастотных фильтров («гаусс-размытие» и «усреднение») не приводит к потере информации о дефекте. При этом уменьшается влияние зернистости на качество анализируемого экспериментального контраста.

9. Представление экспериментального контраста в виде трёхмерных графиков и областей равного контраста, построение профилей интенсивности позволяет представить изображение дефекта в виде, более удобном для его надёжной идентификации.

10. При определении природы микродефектов в кремнии цифровая обработка экспериментального контраста, позволила однозначно идентифицировать тип дефектов, более точно оценить концентрацию и глубину их залегания, установить, что контраст, создаваемый крупными и мелкими микродефектами, идентичен, выявить микродефекты В-типа с размерами 2-5 мкм, ранее регистрируемые только электронной микроскопией.

Полученные в данной диссертационной работе научные и практические результаты свидетельствуют о высокой перспективности цифровой обработки экспериментального топографического и поляризационно-оптического контраста и необходимости её применения для расшифровки изображений дефектов и их надёжной идентификации. Представляет научный и практический интерес дальнейшая разработка методов обработки изображений с помощью вейвлет преобразования.

1. Шульпина И.Л. / Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2000. № 4. С. 3-18.

2. Суворов Э.В., Шульпина И.Л. / Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2001. № 7. С. 3-22.

3. Ван Бюрен. Дефекты в кристаллах. М.: Иностр. литер., 1962. - 584 с.

4. Инденбом В.Л., Никитенко В.И., Миусков В.Ф. Напряжения и дислокации в полупроводниках. -М.: изд. АН СССР, 1962.

5. Гатос X., Финн М., Лавин М. // Несовершенства в кристаллах полупроводников. М.: Металлургия, 1964. - 432 с.

6. Несовершенства в кристаллах полупроводников. Сб. статей / Под ред. Петрова Д.А. - М.: Металлургия. - 1964. - 302 с.

7. Фридель Ж. Дислокации. М.: Мир, 1967. - 626 с.

8. Дефекты в кристаллах полупроводников / Под ред. С.Н. Горина М.: Мир, 1969.-312 с.

9. Хорнстра Дж. Дислокации в решетке алмаза // Дефекты в кристаллах полупроводников. М.: Мир, 1969. - С. 15-37.

10. Хольт Д.Б. Дислокации несоответствия в полупроводниках // Дефекты в кристаллах полупроводников. -М.: Мир, 1969. С.140-163.

11. Освенский В.Б., Шифрин С.С., Мильвидский М.Г. // Дефекты структуры в полупроводниках. Новосибирск: изд. ИФП СО АН СССР, 1973. -212 с.

12. Мильвидский М.Г., Освенский В.Б. Структурные дефекты в монокристаллах полупроводников. М.: Металлургия, 1984. - 256 с.

13. Kato N. / J. Phys. Soc. Japan. 1963. V. 18. № 6. P.1785; 1963. V. 19. № 1. P. 67; 1964. V. 19. №6. P. 971.

14. Инденбом В.Л., Чуховский Ф.Н. / Кристаллография. 1971. Т. 16. № 6. С. 1101.

15. Инденбом В.Л., Чуховский Ф.Н. / УФН. 1972. Т. 107. № 2. С. 229.

16. Takagi S. / Acta Cryst. 1962. V. 15. Р. 1311.

17. Authier A., Slimon D. / Acta Cryst. 1968. V. A24. P.517.

18. Authier A., Malgrange C., Tournarie M. / Acta Cryst. 1968. V. A24. P.

19. Слободецкий И.Ш., Чуховский Ф.Н., Инденбом B.JI. / Письма в ЖЭТФ. 1968. Т. 8. № 2. С. 90.

20. Слободецкий И.Ш., Чуховский Ф.Н. / Кристаллография. 1970. Т. 15. №6. С. 1101.

21. Шульпина И.Л. Рентгеновская дифракционная плосковолновая топография. Заводская лаборатория. Диагностика материалов, 1999. — Т.66, №2. -С. 25-37.

22. Иверонова В.И., Ревкевич Г.П. Теория рассеяния рентгеновских лучей. М.: изд. МГУ, 1978. - 277 с.

23. Bonse U. Zur röntgenographischen. Bestimmung des Typs einzelner Versetzungen in Einkristallen // Zeit. Phys. 1958. - Bd. 153, № 2. - S. 278-296.

24. Бонзе У. Рентгеновское изображение поля нарушений решетки вокруг отдельных дислокаций. В кн.: Прямые методы исследования дефектов в кристаллах. - М.: Мир, 1965. - С. 184-204.351

25. Lang A.R. /Acta met. 5, 358,1957.

26. Lang A.R. /J.App. Phys. 29, 597,1958.

27. Lang A.R. /Acta Cryst. 12, 249,1959.

28. Authier A. Contrast of dislocation images in X-ray transmission topography // Adv. in X-ray Analisis. 1967. - V. 10, № 1. - P. 9-31.

29. Фишман Ю.М. Эффективность использования трубки БСВ-10 (БСВ-11) в методе Ланга // Аппаратура и методы рентгеновского анализа. 1970. Вып. VI.-С. 16-20.

30. Borrmann G. / Über Exinktion der Röntgenstrahlen von Quarz. Physik Zeit. 1941. Bd. 42. №9/10. S. 157-162.

31. Borrmann G. Die Absorption von Röntgenstrahlen im Fall der Interferenz // Physik Zeit. 1950. - Bd. 127, № 4. - S. 297-323.

32. Даценко Jl.И. Исследование дефектов и их взаимодействия в монокристаллах германия методом аномального прохождения рентгеновских лучей. Дис. на соискание уч. ст. канд. физ.-мат. наук . - Киев, 1966.

33. Hirsch P.B. The reflexion and transmission of X-rays in perfect absorbing crystals // Acta Crystallographies 1952. - V. 5, № 3. - P. 176-181.

34. Laue M. Die Energiesströmung bei Röntgenstrahl Interferenzen im Kristallen // Acta Crystallographica. - 1952. - Bd. 5, № 8. - S. 619-625.

35. Zachariasen W.H. On the anomalous transparency of thick crystals to X-rays // Proc.N.A.S., USA. 1952. - V. 38, № 4. - P. 378-382.

36. Barth H., Hosemann R. / Use of parallel beam transmission method for the X-ray examination of crystal structure. Zeit. Naturforsch. 1958. V. 13 A. № 4. P. 792.

37. Gerold V., Meier F. / Der Röntgenographische Nachweis von Versetzungen in Germanium. Zeit. Physik. 1959. Bd. 155. № 4. S. 387-394.

38. Данильчук Л.Н. Бормановская рентгеновская топография дефектов в кристаллах с медленно изменяющимися полями деформации Дис. на соискание уч. ст. докт. физ.-мат. наук. - К.: ИМФ АН Украины, 1992. - 361 с.

39. Окунев А.О. Рентгенотопографический анализ дефектов структуры монокристаллического карбида кремния. Дис. на соискание уч. ст. канд. физ.-мат. наук. - Новгород: Нов.ГУ, 1999. - 263 с.

40. Инденбом В.Л., Томиловский Г.Е. / Макроскопические краевые дислокации в кристалле корунда. Кристаллография. 1957. - Т. 2. № 1. - С. 190194.

41. Данильчук Л.Н., Никитенко В.И. Прямые наблюдения винтовых дислокаций, перпендикулярных поверхности монокристалла кремния // ФТТ. -1967. Т. 9, № 7. - С. 2027-2034.

42. Милевский Л.С. / Дислокационная структура полупроводников и методы ее исследования. В кн.: Дислокации и физические свойства полупроводников. Под ред. А.Р. Регеля. -Л., «Наука», 1967. - С. 5-29.

43. By Ge Chuan-zhen, Ming Nai-ben, Freng Duan / A study of screw dislocations in gadolinium gallium garnet and yttrium aluminium garnet crystals bybirefringence topography. Philosophical Magazine A, 1986, Vol.53, No.2, 285-296.

44. Ming Nai-ben, By Ge Chuan-zhen / Direct observation of defects in transparent crystals by optical microscopy. Journal of Crystal Growth 99, 1990, 1309-1314.

45. Инденбом B.JI., Никитенко В.И., Милевский JI.C. / Поляризационно-оптический анализ дислокационной структуры кристалла. ФТТ, 1962, т.4, №1, С. 231-235.

46. Booyens Н., Basson J.H. / The application of elastobirefringence to the study of strain fields and dislocations in III-V compounds. J. of Appl. Phys. 1980. -V. 51, №8.-P. 4368-4374.

47. Данильчук JI.H., Окунев A.O. / Исследования дефектов структуры монокристаллического карбида кремния прямыми физическими методами. Вестник Новгородского государственного университета. Серия "Естественные и технические науки". 1998. №10. - С. 12.

48. Никитенко В.И., Осипьян Ю.А. Влияние дислокаций на оптические, электрические и магнитные свойства кристаллов. В кн.: Проблемы современной кристаллографии. - М.: Наук, 1975. - С. 240.

49. Penning P., Polder D. / Philips Res. Rep. 1961. V. 16. №2. P. 419.

50. Инденбом В. JI. Чуховский Ф. Н. / Успехи физических наук. 1972. Т. 102. №2. С.229.

51. Katagawa Т., Kato N. / Acta Cryst. 1974. V. АЗО. № 6. P. 830.

52. Chukhovskii F. N., Petrashen P. V. / Acta Cryst. 1977. V. A33. № 2. P. 311

53. Kato N., Patel J. R. / Appl. Phus. 1973. V. 14 № 3. p. 965.

54. Takagi S. Dynamical theory of diffraction applicable to crystals with any kind of small distortion//Acta Cryst. 1962.-V. 15,№ 10.-P. 1311-1312.

55. Пинскер З.Г. Рентгеновская кристаллооптика. М.: Наука, 1982. - 392 с.

56. Authier A. Contrast of dislocation images in X-ray transmission topography // Adv. in X-ray Analisis. 1967. - V.10, № 1. - P. 9-31.

57. Taupin D. Prevision de queloques Images de Dislocations par Transmission des Rayons X (Cas de Laue symetrique) // Acta Cryst. 1967. - V. 23, № 1. - P. 2535.

58. Balibar F., Authier A. Etude theorique et experimentale du contraste des images de dislocations // Phys. stat. sol. 1967. - V. 21, № 2. - P. 413-422.

59. Sauvage M., Malgrange S. Observation of X-ray stacking fault fringes in the plane wave case // Phys. stat. sol. 1970. - V. 37, № 3. - P. 759-771.

60. Chukhovskii F.N., Stolberg A. A. On the dynamical theory of X-ray images of real crystal // Phys. stat. sol. 1970. - V. 41, № 3. - P. 815-825.

61. Инденбом B.JI., Чуховский Ф.Н. Проблема изображения в рентгеновской оптике // Украинский физический журнал. 1972. - Т. 107, № 6. -С. 229-265.

62. Тихонова Е.А. Теория бормановского дислокационного контраста // Украинский физический журнал. 1976. - Т. 21. - С. 709-734.

63. Dislocation contrast in the case of anomalous X-ray transmission / Suvorov E.V., Jndenbom V.L., и др. // Phys. stat. sol.(a). 1980. - V. 60, №1.-P. 27-35.

64. Takagi S. // Phus. Soc. Japan. 1969. - V. 26, № 5. p. 1239.

65. Taupin D // Bull. Soc. Franc. Miner. Crist. 1964. V. 87. P. 469.

66. Borrmann G., Hartwig W., Jrmler H. / Schatten von Versetzungslinien im Rontgen-Diagramm. Zeit Naturforsch. 1958. Bd. 13A. № 5. S. 423-425.

67. Шульпина И.Л. / Применение АГТРЛ для обнаружения и исследования дефектов в достаточно совершенных кристаллах. В кн.: Рост кристаллов. - М.: Наука, 1965. Т. 5. С. 285-299.

68. Authier А. / Observation des dislocations dans le silicium a l'aide des rayons X dans le cas la transmission anomale. J. Phys. Radium. 1960. V. 21. № 8/9. P. 655-661.

69. Данильчук Л.H., Смородина T.A. / Наблюдение полей напряженийвокруг отдельных дислокаций методом АПРЛ. ФТТ. 1965. Т. 7. № 4. С. 12451247.

70. Данильчук Л.Н. / Рентгеновское наблюдение полей деформаций вокруг краевых дислокаций в монокристаллах германия. ФТТ. 1969. Т. 11. С. 3085-3091.

71. Данильчук Л.Н., Анисимов В.Г. / Природа гигантских дефектов упаковки в монокристаллах кремния. В кн.: Карбид кремния и родственные материалы. Сборник докладов III Международного семинара. - Великий Новгород. 2000. - С. 63-74.

72. Shaibani S.J., Hazzledine P.M. / The displacement and stress fields of a general dislocation close to a free surface of an isotropic solid. Phil. Mag.(A). 1981. V. 44. №3. P. 657-665.

73. Суворов Э.В., Мухин К.Ю. Секционное изображение дефекта упаковки. // Материалы IV Совещания по динамическим эффектам рассеяния рентгеновских лучей и электронов. Ленинград: АН СССР, 1977. - С. 42-45.

74. Георгиев А.И., Данильчук Л.Н. Изучение дефектов упаковки в эпитаксиальных слоях германия // Изв. АН СССР. Сер. неорг. материалы. -1968. - Т. 4, № 10. - С. 1627-1632.

75. Георгиев А.И., Данильчук Л.Н., Смородина Т.А. Сопоставление метода АПРЛ и химического травления поверхности германия при изучении дефектов упаковки // Вопросы радиофизики и спектроскопии. М.: Сов. радио, - 1966.-Вып. 2.-С. 306-310.

76. Инденбом В.Л., Чуховский Ф.Н. Рентгеновское изображение дефекта упаковки, перпендикулярного поверхности кристалла // Кристаллография. -1974.-Т. 19, № 1.-С. 35-41.

77. Швутке Г., Силе В. Рентгеновский анализ структур дефектов упаковки в эпитаксиальном наращенном кремнии. В кн.: Прямые методы исследования дефектов в кристаллах. - М.: Мир, 1965. - С. 246-258.

78. Крылова Н.О., Мелинг В., Шульпина И.Л., Шейхет Э.Г. Выявление и исследование микродефектов в кремнии методами рентгеновской топографии.

79. Физика твердого тела. 1986. - Т. 28, № 2. - С. 440-446.

80. Каганер В.М., Инденбом B.JI. Рентгенотопографические изображения микродефектов при дифракции по Бреггу // Кристаллография. 1987. - Т. 32, № 2. - С. 297-304.

81. Indenbom V.L., Kaganer V.M. The formation of X-ray images of microdefects // Phys. stat. sol. (a). 1985. - V. 87, № 1. - P. 253-265.

82. Данильчук JI.H. Ростовые включения второй фазы в кремнии, выращенном по методу Чохральского: Тез. докл. // 6-я Международная конференция по росту кристаллов. М.: АН СССР, 1980. - Т. 4. - С. 294 - 296.

83. Данильчук JI.H. Бормановский контраст интенсивности от когерентных включений второй фазы в монокристаллах полупроводников. В кн.: Тезисы второго совещания по Всесоюзной межвузовской комплексной программе "Рентген". - Ереван: изд. ЕГУ, 1987. - С. 40-41.

84. Данильчук JI.H. Бормановский контраст интенсивности от когерентных квазиточечных дефектов в кремнии // Вторая конференция по динамическому рассеянию рентгеновских лучей в кристаллах с динамическими и статическими искажениями. Киев, 1991. - С. 119-127.

85. Шульпина И.Л., Даценко Л.И. Об изображении линейных дефектов в методе АПРЛ // Укр.Ф.Ж. 1967. - Т. 12, № 9. - С. 1474-1482.

86. Л.Н. Данильчук. Исследование дислокационной структуры монокристаллов и пленок с решеткой типа алмаза методом аномального прохождения рентгеновских лучей. Дис. на соискание уч. ст. канд. физ.-мат. наук. - Новгород, 1967. -177 с.

87. Даценко Л.И., Молодкин В.Б., Осиновский М.Е. Динамическое рассеяние рентгеновских лучей реальными кристаллами. Киев: Наук. Думка, 1988.- 196 с.

88. Ефимов О.Н. Влияние различного типа нарушений периодичности на аномальное прохождение рентгеновских лучей в монокристаллах германия. -Дис. на соискание уч. ст. канд. физ.-мат. наук. Ленинград, 1964.

89. Данильчук Л.Н., Смородина Т.А. Смещение изображения дислокаций при аномальном прохождении рентгеновских лучей. В кн.: Рост кристаллов. -М.: Наука, 1965. - Т. 5. - С. 321 - 326.

90. Картужанский А. Л., Красный-Адмони Л. В. Химия и физика фотографических процессов. Изд. 2-е, - Л.: Химия, 1987. - 137с.

91. Ланг А. Р. Дифракционные и микроскопические методы в материаловедении.-М.: Металлургия, 1984.

92. Методы компьютерной обработки изображений. / Под ред. В.А. Сойфера. М.: Физматлит, 2001. - 784 с.

93. Претт У. К. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. — 790 с.

94. Гудмен Дж. Введение в Фурье-оптику. М.: Мир, 1970. - 364 с.

95. Обработка изображений и цифровая фильтрация / Под ред. Хуанга Т.С., -М.: Мир, 1979.-318 с.

96. Быстрые алгоритмы в цифровой обработке изображений / Под ред. Хуанга Т.С., М.: Радио и связь, 1984.

97. Ярославский Л.П. Введение в цифровую обработку изображений М.: Сов. радио, 1979.

98. Эндрюс Г. Применение вычислительных машин для обработки изображений. -М.: Энергия,1977.

99. Обработка изображений при помощи цифровых вычислительных машин / Под ред. Эндрюса Г. и Инло Л. М.: Мир, 1973.

100. Розенфельд А. Распознавание и обработка изображений с помощьювычислительных машин. М.: Мир, 1972.

101. Павлидис Т. Алгоритмы машинной графики и обработки изображений. М.: Радио и связь, 1986.

102. Роджерс Д. Алгоритмические основы машинной графики. М.: Мир,1989.

103. Ярославский JI. П. Устройства ввода-вывода изображений для цифровых вычислительных машин. -М.: Энергия, 1968.

104. Pilard М., Epelboin Y., Soyer A. Fourier Filtering of Synchrotron White-Beam Topographs. / Journal of Applied Crystallography № 28, 1995, c.279-288.

105. Квитек E.B., Садыков P.А., Марук C.B. Метод компьютерной обработки плёнок рентгеновской дифракции. / Приборы и техника эксперимента №2,1996, с.

106. Рабинер Р., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. М.: Мир, 1978. - 848 с.

107. Оппенгейм А.В., Шафер Р.В. Цифровая обработка сигналов. М.: Связь, 1979.-416 с.

108. Голд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов. М.: Сов. Радио, 1973.-368 с.

109. Применение цифровой обработки сигналов. / Под ред. А.В. Оппенгейма. М.: Мир, 1980. - 552 с.

110. Шлихт Г.Ю. Цифровая обработка цветных изображений. М.: ЭКОМ, 1997.-336 с.

111. Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969.-496 с.

112. Nyquist Н. Certain topics in telegraph transmission. Transactions A.l.E.E. Vol.47, No.2, pp.617-644, 1928.

113. Котельников В. А. Теория потенциальной помехоустойчивости. М.-JL, Энергоиздат 1956.

114. Морей Д., Ван Райпер У. Энциклопедия форматов графических файлов. Киев: BHV, 1997.

115. Луций С., Петров М. Corel PHOTO-PAINT 9. Руководство пользователя с примерами и упражнениями. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2000 - 448 с.

116. Петров М.Н, Молочков В. П. Компьютерная графика. Учебник (+CD). СПб.: Питер. 2002. 736с.

117. Яншин В., Калинин Г. Обработка изображений на языке С для IBM PC. М.: Мир. 1994.

118. Рудаков П.И., Сафонов В.И. Обработка сигналов и изображений. MATLAB 5.x. М.: Диалог - МИФИ, 2000. - 416 с.

119. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. MATLAB. Обработка сигналов и изображений. Специальный справочник. СПб.: Питер. 2002.

120. Дьяконов В.П. MATLAB 6. Учебный курс. СПб.: Питер. 2001.

121. Дьяконов В.П. Компьютерная математика. Теория и практика. М.: Нолидж. 2001.

122. Дьяконов В.П. MathCAD 2001. Специальный справочник. СПб.: Питер. 2002.

123. Дьяконов В.П. MathCAD 2001. Учебный курс. СПб.: Питер. 2001.

124. Дьяконов В.П. Mathematica 4. Учебный курс. С.Пб.: Питер. 2001.

125. Дьяконов В.П. Maple 7. Учебный курс. С.Пб.: Питер. 2001

126. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А. Компьютерная обработка рентгенотопографических изображений дефектов структуры монокристаллов Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2002, №8.-с. 6-11.

127. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В.А., Шульпина И.Л. Применение компьютерной обработки рентгенотопографических изображений дляидентификации дефектов структуры монокристаллов Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Т. 68, № 12,2002. С. 30-36.

128. Дроздов Ю.А., Окунев А.О., Ткаль В. А., Шульпина И.Л. Исследование дислокаций в монокристаллическом карбиде кремния поляризационно-оптическим методом Заводская лаборатория. Диагностика материалов, Т 69, № 1, 2003. С. 24-29.

129. Дроздов Ю.А. Применение поляризационно-оптического метода для исследования дефектов структуры монокристаллического 6H-SiC // Восьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных:

130. Тезисы докладов. Екатеринбург, 2002. — С. 180.

131. Окунев А.О., Ткаль В.А., Дроздов Ю.А., Данильчук Л.Н. Топографический контраст винтовых дислокаций в монокристаллах 6H-SIC и его компьютерная обработка Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования (принята к печати в 2003 г.).

132. Дроздов Ю.А. Компьютерная обработка рентгенотопографических изображений дефектов структуры полупроводников // Восьмая всероссийская научная конференция студентов физиков и молодых учёных: Тезисы докладов. Екатеринбург, 2002. - С. 179.

133. Анисимов В.Г., Буйлов А.Н., Окунев А.О., Ткаль В.А. / Подготовка монокристаллического карбида кремния для рентгенотопографических исследований. М.: 14 с. Деп. в ВИНИТИ 09.09.99. 2809-В99.

134. Хирт Д., Лоте И. //Теория дислокаций. М.: Атомиздат. 1972. 599 с.

135. Shaibani S.J., Hazzledine P.M. / The displacement and stress fields of a general dislocation close to a free surface of an isotropic solid. Phil. Mag.(A). 1981. V. 44. №3. P. 657-665.

136. Эшби M., Браун Л. // Дифракционный контраст, обусловленный сферически симметричными полями деформации. В кн.: Прямые методы исследования дефектов в кристаллах. - М.: Мир, 1965. - С. 89-108.

137. Данильчук Л.Н., Буйлов А.Н., Окунев А.О. // Карбид кремния и родственные материалы. Сборник докладов III Международного семинара. Великий Новгород. 2000. С. 179.

138. Данильчук Л.Н. Рентгеновская топография дефектов в кристаллах на основе эффекта Бормана // Вестник Новгородского гос. университета. Великий Новгород, 1995. № 1. С. 12.