X線トポグラフィ解析

概要

X線トポグラフとは、結晶内の欠陥(表面欠陥、積層欠陥、スワール欠陥、スリップ転位等)や歪みなどの分布や形などを、2次元マッピング情報(画像)として撮影・観察する方法です。

X線トポグラフ撮影の原理

X線源から出たビームをスリットでシート状に絞り、試料表面にブラッグの回折角で入射させます。ブラッグ回折条件に対応した回折ビームだけを拾い出し、検出器に照射・露光させます。この状態でサンプルを全領域スキャンさせると、サンプル全体の回折像が検出系に投射されることになります。

X線回折画像(トポグラフ画像)の濃さはX線回折強度の増加とともに増します。サンプル母材領域(単結晶)のトポグラフ画像は、動力学的回折による回折X線強度に対応した濃さとなります。

局所的な欠陥部位では、運動力学的回折により回折X線強度が母材領域に比べて増加することになり、欠陥部位はコントラスト差(色の濃淡)としてトポグラフ画像上で撮影・識別されることになります。

機器の主仕様・方式

撮影対象

  • 単結晶材料全般

    ・半導体ウェハ・・・Si、SiC、GaAs、GaN など

    ・非線形光学結晶・・・BBO その他

    ・その他・・・ほたる石(CaF2)、Fe(電磁鋼)、Ga2O3、TaLiO3 など

サンプル状態(厚さ、結晶性、その他)により、適正な機器、撮影モードを選択して撮影します。

撮影に必要な結晶情報

  • 結晶名称

    例. シリコンウェーハ、SiCウェーハ、BBO結晶、Fe単結晶、シリコンエピタキシャルウェーハ など

  • 結晶系

    例. 立方晶、六方晶、単斜晶 など

  • 主面方位

    例. (001)、(1-100) など

  • OFF角及びその方位

    例. (11-20)方向に8deg OFF など

  • サンプルサイズ及び厚さ

    例. 12インチ、8インチ、2インチ-0.43mmt、10mm角-1mmt など

  • 希望回折面

    例. (511)、(531)、(620)、(11-20) など

  • 撮影モード

    (反射or透過)と撮影領域(全面or局所)

  • 希望解像度

    2.7μm~112.5μm

Wafer stage

BedeScanTM

Rigaku XRT-300

Rigaku XRT-300

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