2次元検出器を用いたX線回折測定(B0212)

XRD:X線回折法

MST技術資料No.B0212
掲載日2015/08/13
測定法・加工法[XRD]X線回折法
製品分野LSI・メモリ
酸化物半導体
分析目的構造評価

概要

2次元検出器を用いてX線回折を測定することで、格子定数(2θ方向)に加えて、モザイク性(χ方向)のばらつきを可視化することができます。
強く配向していればスポット状に、配向性が弱まるとリング状に観測されるデータが得られるため、結晶の配向性が特性に影響を与える材料の評価に有効です。

原理

XRDの検出器にはいくつか種類があり、0次元検出器では強度情報のみを得られますが、2次元検出器では強度だけではなく位置情報を有しています。2次元検出器を用いることで回折の可視化が可能です。

0次元検出器(シンチレーションカウンタ)

検出面に位置情報はありません。
回折強度の情報のみが得られます。

2次元検出器

検出面に2θとχ方向に対する位置情報を有します。
回折面間隔だけではなく、結晶方位のばらつきも評価できます。

X線回折のイメージ図

0次元検出器(シンチレーションカウンタ)または1次元検出器
⇒回折角度2θ vs 回折強度プロファイル

2次元検出器
⇒回折角度2θ vs 傾き角度χマッピング
1次元プロファイルに変換可能です。

データ例

単結晶試料では2θ(格子定数)およびχ(結晶方位の傾き)のばらつきが小さいためスポット状に観測されますが、強配向あるいは無配向試料ではχ方向への広がりが大きくなります。

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