JPS6049231A - 多重層モノクロメ−タとそれを用いた多重層モノクロメ−タ装置 - Google Patents

多重層モノクロメ−タとそれを用いた多重層モノクロメ−タ装置

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JPS6049231A
JPS6049231A JP15636783A JP15636783A JPS6049231A JP S6049231 A JPS6049231 A JP S6049231A JP 15636783 A JP15636783 A JP 15636783A JP 15636783 A JP15636783 A JP 15636783A JP S6049231 A JPS6049231 A JP S6049231A
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JP
Japan
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layer
multilayer
monochromator
rays
soft
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Application number
JP15636783A
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Masahiro Seki
関 昌浩
Hiroshi Okamoto
岡本 紘
Kiyomasa Sugii
杉井 清昌
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NTT Inc
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KHANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/06Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diffraction, refraction or reflection, e.g. monochromators
    • G21K1/062Devices having a multilayer structure
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KHANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕 本発明は半導体結晶層料の結晶1ソ1を?1見察するた
めの多重層モノクロメークと、それを利用した3重層モ
ノクロメータ装置に関するものである。。 〔発明の背景〕 従来、半導体4AFlの結晶1ソ1を観察する「段とし
てはLaue法、Berg −BarcLL法かあった
。lこ、(l+ッu)方法は金属陰極から放射される1
1性X線をツリーツノ、ゲルマニウム等の単結晶モノク
■1メータにより分光し、この1−y性X線を結晶材料
に照射してフラッグ条件をM:+:i足する反射面にお
ける反!A−1’ X線の強弱から結晶の良否の情報を
111でいた1、!11に3.11品表面近くの結晶性
をBcrg−BarcLL法により観察する場合には金
属陰極としてCr、 C(1,CL、、 MO。 Ag等か用いられる。これらの全社;1(ス極によるr
j性X線の波長はCr : 228c>6Δ、CO: 
1.788!] A、あり、4+J性X線か結晶に侵入
する深さfJ、A14゜Mo ) Cu ) CO、>
 Cr ノ順+c 5:tノ<なり、4金b:i I’
、24”+lを変えて特定な反射面での反射を行うと順
次表面近傍の結晶性の情報が得られる。各陰極を月1い
て−Jl対称反射によりIn P (100) 結晶で
との程度の深さ才での情報か?!Iられるかを第1図に
示す。低次の(Ill )反射条件は2ji:i足され
ないので(/122)(”、、r ] ]、 )の反射
而を使用した。このII′lのX線の消衰i/1iil
lltill! 、 tu = ’/2S 、 S =
 reλ/vsin eB ・Fgて7jりめられる。 ここで’e = e2/mc2、■は単位体積、λは波
長、Fgは構造因子である。またX線か結晶に侵入する
深さZは、非対称反則によって(1,00)而に傾いて
入射したX線の浦哀距i1f: LLlにfL〔iさf
fJ ct )正弦を乗したもので、Z = 11 X
 sinαである。この結果から反射面とX線の波長を
適゛11に組合ぜることによって、表面から50OA近
傍における1111品性の情fluが得られることを示
唆され、さらにX線の波長を長くすることと低次の非対
称反射面を使用すれば上記消衰距離の式から、より表面
返イ兄の’11’i報かjIJられるものと朋i、’j
される。1しかしさらに長い波長が利用できる金属陰極
は存在しない。また広い波長分布をもつ放射光(S O
R)を利用したトボクラフ撮影ては、Siu、+、+)
、Gc(111)、Li F (100)等のモノクロ
メータを用い、ブラックの反則条イ’12cl sin
 e = nλを’d:l:」足する波長の放射光を分
光している。第2図は各I・トモノクロメークの種類と
分光領域の波長を示し、図におけるL2,3はそれぞれ
Si(+++)、GC(+++)、1iF(,100)
のモノクロメータ、4および、5はそれそAtGaAs
と、’V Asの多重層モノクロメータ素子と軟X線に
よる多重層モノクロメータおよび回+Ji格J’を用い
たモノクし了メータを・」<ず。」−記第2図に小すよ
うに5i(111)、Ge(11,])、LiF(10
0)のモノクロメータl、 2.3はいずれも波長領域
か1:+j、 < 、波長かより長い5A近傍領域の分
光はできていんずい1゜また回折格子を用いるモノクロ
メーク5てはj)A程度の回折格子を正確に作り出すこ
とか911 L < 実用的なものが存在しない。 〔発明の目的〕 本発明は5A近傍領域の軟X線を分光する超惰r−の多
層(114造によって形成された多重層モノクロメータ
を1!)るとともに、この多千層モノク
【コメータを用
いて結晶の極表面の構造をトポクラフ的に観察−Cきる
多重層モノクロメータ装置を7ijることを目的とする
。 〔発明の概要〕 −に記の目的を達成するために本発明による多重層モノ
クロメータは基板結晶−1−に交1口こ順次成長させた
2種3fjの半導体結晶層よりなる超格子(I11′、
造の多・R層モノクロメータ素子と、該多重層上ツク1
]メータ素子に照射する放射光とにより・116成し、
−1−記放’If−1光を波長5人近傍領域の放射光に
分光するようにするとともに、」二記多正層モノクロメ
ータと、放射光を調づ′とする手段と、観察試料を固定
する試料台と、作見察試料からの反射光を検知する検知
2;:と、上記試料台および検知器を同時に移動さぜる
同1す1走査゛装置と4多重層モノクロメータ装置に?
1llIえることによって、観察試f′F結晶の極表面
の構造を+−;14’タラフ的に観察てきるようにした
ち(・1)である5゜ 〔究明の実施例〕 −)きに奉スと明の実施例を図面とともに説明する。 第3図は本発明による多重1+’7iモノク■」メータ
の一実施例における多重層モノクロメータ、”t’;−
F′の[1)1面図、第4図は本発明による1、記名Φ
層千ツクITメータを用いた多重層モノクロメータ装置
の一実施例の構成を示す図、第5図は七記実h11!例
のご中層モノクロメークシし置による化合物産、導体の
極表面の1f見察を説明する図、第(1図は七記多中層
士ノクロメータにより分光された軟X線の波長と該軟X
線か結晶に侵入する深さとの関係を示す図である。 第゛3図は基板となる結晶層として(ia As Ip
’i’ 6 ”:i用い、その」二にAeΔ8層7とG
、JAsllli (’+とを順次交互にエビタキソヤ
ル成長させた化合物゛1″−]、9層により構成した多
1F層モノクロメータ素r・のI)Ur而面である。G
aAs層6およびAffAs層7はそれぞ、II単層で
2.8 Aの厚さに形成され、本実施例ではこれらの各
層6および7をそれぞれ4層づつ交I1.に爪ねて・団
烙r−の多層構造にしたものである5、1記多東層モノ
クロメータ索r・を、軟X線の人躬尤との角度か72゛
′になるように傾けて、入射「1φζX 41(かこの
結晶上の超格子周期でフラッグ反射を生しるようにする
と、波長56人の放射光が分光された。 第4図にン」(ず本発明による多重層モノクロメータ装
置の実施1タリは、放射光源8からの放射光9に、)、
る入射光経路−1−に入射スリット10を介して多重層
モノクロメータ素子11を装71シたコニオメーク12
を設置し、J−記入射光経路に対して多重層モノク「1
メーク素子11を傾は所定の入射角が11去られるよう
にしている。上記のにうに本実施例の放射光調整手段と
してはスリット10および13とともにコニオメータ1
2を用いているか多重層モノクロメータ素−r用1に対
する放射光の所定入射角か調1′トてきれは他の1段を
用いてもよい。観察試料14を固定した試料台15と観
察試料14からの反4・1光を検知する検知器]6とは
同期走査装置17によって同111に移動できるように
構成されている。放射光源8から軟X線を照射しこの軟
X線の入射光経路にスjして3Φ層モノクロメータ素T
−11の反則角度をOに設定すると、多重層間での反射
を’/+:l:’r足するフラッグの条件21)sin
(’、? = nλo(Dは超格子の距i!1fE)に
従うスペクトルが分光さ′4Lる。この分光さイ+た波
長λ0の軟X線により観察試料1/lの!11定な反則
面ての反射を観察することができる。、このとき右、の
波長は反則面の格子間圧:?II (Iとの間に上記の
フラッグの条件を/+:l:i していなけ41、ばな
らない3、?川内には反則面で反射した波長λ1.の軟
X線の強弱を(り冒11器16によって測定する。また
?1見察試料+4を固定した試料台15と検出器16と
を同期走査装置17て同11゛1に移動させて、観察試
料14の全面についてトポクラフ像を撮影することかで
きる。 観察試料として半導体化合物である■旧)(10(’]
)結晶の極表面を、」−2実施例の多重層モノクロメー
タ装置を使用して(1] 1. )非ズ1称反則のトボ
クンフ観察した例を第5図によって説明する。l n 
I’(1,00)結晶J8の表面観察領域19に5OA
の分ゲI−スペクトルを有する軟X線?Oを人身・1さ
せ、(Ill )反則面21て反射した軟X線を検出器
22て観察した。。 (100)面」二で(110)反則面21は(+00)
而にχ・I−L、てα=54°74′傾いている。この
(Ill)反則面21に回折角度eB = 56°で波
長56ハの分光された軟X線20を入射すると、ブラッ
グの条件をh:+:5足して軟X線は反射する。このと
き入射光の消衰距離は約こうooo入になる。一方、入
射光は約1.3°((jn−α)の角度てuooili
iに入射しているので、実効的な−1−記のように5.
6 A近傍の分光された波長の軟X線によって、従来不
isJ能であった結晶の極表面におけるトポクラフ像か
観察された。−1−記検知器22として写真乾板を用い
れはトボクラフ像を写真撮影することがてきる。l】P
(100)結晶て(]、]、l)非対称反射を用いたと
きに軟X線が結晶に侵入する距離と波長との関係を第6
図に示す。実効的な深さは(si+1(θ11−α))
x3000Aで決まる。、従−3て分光さイまた軟X線
の波長が長くなると、/i′iQ距jiillはう1υ
くなるが入射角か大きくなるので、第(1図に示−4−
ように実効的には5.6Aの波長で最も短くなる1゜同
図における斜線領域23は非対称反射の入射角か)1(
仮?111品内にあり回折かできないfjl’j域で、
H線領域24 triフラ、グの条件を455足しない
領域である。 〔発明の効91] 上記のように本発明による多重層モノク
【1メータは基
板結晶−Lに交互に順次成長させた:2(・ti y1
’iの半導体結晶層よりなる超格子描込の多重層モノク
ロメータ素子と、該多重層モノクロメータ素J′に照射
する放射光とにより構成するから、1記数則光を波長5
入近傍領域の放射光に分)1−することかできるととも
に、上記多Φ、’ I!/iモノクIIメータを用いた
多重層モノクロメータ装置は、上記多Φ層士ノクロメー
タと、上記放射光を調整する[段と、観察試料を1.1
□1定する試料台と、観察試料からのJ叉射光を検知す
る検知器と、上記i1い′1台および検知器を同時に移
動させる同期走査装置i’iとをf+ii+えたことに
」二って、波長5入近傍領域の分光された放射光を化合
物十樽体A’i品に入射させその反則)1C5を(6ミ
知するから、」−記結晶の極表面のトボクラフ像を観察
することかできる。 4 図面の而fij !、i説明 第1図はIn P(100)9111品の男λ1称反則
における特性X線の波長とX線か結晶に侵入する八−さ
との関係を示す図、第2図は各(・トニック【Jメ−り
の(・ト頚と分光領域の波長を示す図、第3しjは本発
明に土ろ多IR層モノクロメータの一実施例における多
重層モノクロメータ装置の断面図、第4図は本臂明によ
る一I−記モクモツクメータを用いた多重層モノクし】
メータ装置の一実力伍例の構成を示す図、第5図は−1
−記実施例の多重層モノクロメータ装置による化合物半
導体の極表面の観察を説明する図、第に1ズ1は−1−
記名重層モノクロメータにより分光された軟X線の波長
と該軟X線か結晶に侵入する深さとの関係を示す図であ
る。 (F)、(仮結晶、半導体結晶層(G a As )7
゛1′ノ、q体結晶層(Aj?A、s)(]・放放光 光0・・入射スリット 12−・ゴニオメーク13・・
反射ス’J ソト14.18・観察試料15・・試料台
 16.22・検知器 17・同q走査装置 11許出願人 1−1本電信電話公?1゜代理人弁理士
 中村純之助 maX繞の液4!(λ) イLえ4Qト戊の5皮黍 (入)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板結晶」−に交互に順次成長させた2種類の半
    導体結晶層よりなる超格子’rM造の多重層モノクロメ
    ータ素子と、該多重層モノクロメータ素子に照射する放
    射光とにより構成された多重層モノクロメーク。
  2. (2)基板結晶」二に交互に順次成長させた2種類の半
    導体結晶層よりなる超格子構造の多毛層モノクロメータ
    素子と、該多重層モノクロメーク素子に照射する放射光
    とにより構成された多毛層モノクロメータと、−1−記
    放射光を調整する手段と、観察試料を固定する試料台と
    、観察試料からの反射光を検知する検知器と、−に記試
    料台および検知器を同時に移動させる同期走査装置とを
    備えた多重層モノクロメータ装置。
JP15636783A 1983-08-29 1983-08-29 多重層モノクロメ−タとそれを用いた多重層モノクロメ−タ装置 Pending JPS6049231A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4737973A (en) * 1985-12-18 1988-04-12 Hitachi, Ltd. Crystal monochromator
US4958363A (en) * 1986-08-15 1990-09-18 Nelson Robert S Apparatus for narrow bandwidth and multiple energy x-ray imaging
US4969175A (en) * 1986-08-15 1990-11-06 Nelson Robert S Apparatus for narrow bandwidth and multiple energy x-ray imaging

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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