X線回折・X線反射率測定

X線回折 (XRD)・X線反射率測定 (XRR) 2 14-049(9) 薄膜X線回折 (XRD) X-ray Diffraction (XRD) for Thin-Film 薄膜X線回折は、数nmレベルの薄膜の結晶構造同定に加え、X線反射率測定による多層膜の 膜密度・膜厚・粗さの解析も可能です。 特徴 分析手法 薄膜X線回折では、平行性の良いX線を試料に極浅い角度で入射させることで、X線の侵入深さを極めて浅く することができ、In-Plane XRDによる薄膜の結晶性評価や、XRRによる薄膜の物性測定ができます。 • In-Plane XRD(面内回転法) 数nmレベル の結晶性薄膜の評価 • XRR(X線反射率測定) 膜密度・膜厚・(表面・界面)粗さ の評価 一般的な薄膜法( θ 固定2 θ 走査)も対応 X線源 Cu 45kV-200mA 光学系 多 4結層 晶膜 モ ミ ノ ラ ク ー ロメータ アナライザ結晶 検出器 0次元・1次元検出器 装置外観 In-Plane XRD XRR X線を極低角で入射する場合、屈折率は1よりも わずかに小さい( θ 0 ＞ θ )ため、屈折の効果が大きく なり全反射が生じます。 全反射条件近傍の測定で、 X線反射率を求めることができます。 薄膜の密度(全反射が終わる角度)、膜厚(振動幅) 表面粗さ(X線反射強度の減衰率変化) In-Plane XRD 入射X線 鏡面反射X線 屈折X線 θ 0 θ 0 θ θ 薄膜 基板 θ 0 通常のXRD (Out of Plane XRD) θ HfO 2 10nm/Si基板の In-Plane XRD測定例 Intensity (cps) 2 θχ / φ (deg) 28 33 38 43 48 53 58 63 68 140 120 100 80 60 40 20 0 HfO 2 10nm/Si基板の XRR測定例 シミュレーション 測定データ 2 θ / θ (deg) X線反射強度 (相対値) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1.E+01 1.E+00 1.E-01 1.E-02 1.E-03 1.E-04 1.E-05 1.E-06 1.E-07 1.E-08 試料表面に対して全反射条件となるX線入射角近傍 で面内方向に2 θχ / φ 走査することで、数nmの極薄膜 でも高感度で回折線を検出します。 (試料表面に垂直な結晶面からの検出)