XRD（X線回折）とは

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XRD（X線回折）（X-Ray Diffraction）とは、結晶で回折したX線の方向と強度から、結晶相、格子、配向などを調べる分析です。半導体の薄膜では結晶品質とひずみの評価にも使います。

結晶構造を広い領域で測れます。一方、薄い層の信号は基板と重なるため、測定配置と解析モデルを対象へ合わせます。

XRD（X線回折）の仕組み

構造と工程の関係

回折角と強度から結晶の状態を調べます。局所の実像ではなく、結晶構造に関係する信号を測ります。

結晶面から散乱したX線が条件を満たす角度で強め合います。回折角の位置、ピーク幅、強度と方向の情報を用いて結晶の状態を分析します。¹

透過電子顕微鏡の局所的な実像観察とは観測方法と領域が違います。エピタキシャルウェハでは基板と成長層のピークを分けて、格子のずれと結晶品質を調べます。

構造と工程の関係

薄い層と基板のピークを分け、格子の違いを解析します。図のピーク位置と高さは例で、物性値を規定しません。

試料を位置合わせし、必要な回折配置を選びます。角度を走査して回折を測り、基板と薄膜のピークや逆格子空間の分布を解析します。¹

ひずみと組成の両方が格子へ影響する場合は、一つの対称反射だけでは分けにくくなります。非対称反射などを加え、対象に合う情報を得ます。

角度校正、試料位置、測定方向、ピーク幅、背景、解析モデルを管理します。

ピーク幅を結晶欠陥だけと結び付けません。装置の分解能、膜厚、モザイク性など複数の要因を分けて評価します。

詳細な走査では結晶状態を分けやすくなりますが、測定時間が増えます。局所分析と組み合わせ、平均的な状態と欠陥の場所を区別します。

XRD（X線回折）は何をする工程ですか？

結晶で回折したX線の方向と強度から、結晶相、格子、配向などを調べる分析です。半導体の薄膜では結晶品質とひずみの評価にも使います。

どの段階で行いますか？

試料を位置合わせし、必要な回折配置を選びます。角度を走査して回折を測り、基板と薄膜のピークや逆格子空間の分布を解析します。

何を管理しますか？

角度校正、試料位置、測定方向、ピーク幅、背景、解析モデルを管理します。

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