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白色X線を用いたウィークビームトポグラフィによる微小欠陥観察手法の開発

Inquiry number

SOL-0000001525

Beamline

BL28B2 (White Beam X-ray Diffraction)

Scientific keywords

A. Sample category inorganic material, research on method, instrumentation
B. Sample category (detail) semiconductor, crystal
C. Technique X-ray diffraction
D. Technique (detail)
E. Particular condition 2D imaging
F. Photon energy X-ray (4-40 keV)
G. Target information dislocation, strain

Industrial keywords

level 1---Application area Semiconductor
level 2---Target silicon semiconductor
level 3---Target (detail) SOI, substrate
level 4---Obtainable information d-spacing (lattice parameter)
level 5---Technique imaging

Classification

A80.12 semiconductor, M10.10 single crystal diffraction

Body text

白色X線トポグラフィは、簡便に単結晶中のひずみをイメージとして調べることができるユニークな手法です。試料内でのX線の干渉を利用することで、従来の手法では観察できない微小な欠陥を観察することができます。図に示すのは、FZ法で作製されたシリコン単結晶中のA欠陥の分布を示したトポグラフ像です。このように、従来の手法では観察できない微小な欠陥を比較的簡単に観察することができるようになりました。

図 FZシリコンのトポグラフ像.(a)新しい手法および(b)従来の手法によるトポグラフ像

[ K. Kajiwara, S. Kimura and Y. Chikaura, Japanese Journal of Applied Physics 44, 4211-4212 (2005), Fig. 4,
©2005 日本応用物理学会 ]

Source of the figure

Original paper/Journal article

Journal title

Kentaro Kajiwara, Shigeru Kimura and Yoshinori Chikaura Japanese Journal of Applied Physics Vol.44, No.6A, 2005, pp.4211-4212

Figure No.

4

Technique

図1に示すように、完全性の高い結晶中ではX線が動力学的な回折を起こし、干渉し強度分布を生じる。入射X線のエネルギー、回折面および試料の厚さを適当に選択し、試料の厚さTが消衰距離lLの1.6倍程度になるようにすることで、図2に示すように動力学的な回折はマージン部分以外で抑制させる。これにより微小な欠陥からの微弱な運動学的回折を検出することが可能になる。図3は実験レイアウトである。マージン部分の動力学的回折はスリットで遮断し、試料および検出器を走査することで、広い視野で運動学的回折像を得た。

WXWBTopo-01a.jpg
 

図1. ボルマンファン内に発生するペンデル縞の強度分布。ボルマンファン内の実線で示す部分は回折強度のピークを示す。

 
WXWBTopo-02a.jpg
 

図2. 試料厚さT=1.6lLのときのペンデル縞の強度分布とセクショントポグラフィ。

 
WXWBTopo-03a.jpg
 

図3. 実験レイアウト。

Source of the figure

Private communication/others

Description

XTOP2004ポスターP34

Required time for experimental setup

8 hour(s)

Instruments

Instrument Purpose Performance
イメージングプレート 二次元検出器 0.05mm読取

References

Related experimental techniques

Kinematical Image Technique

Questionnaire

Ease of measurement

Middle

Ease of analysis

Middle

How many shifts were needed for taking whole data in the figure?

Two-three shifts

Last modified