renninger...

Renninger Scan法によるGaN基板の結晶性評価　- パターン強度分布のX線波長、照射面積依存性–

大鉢忠１,2），佐藤祐喜2），竹本菊郞1），羽木良明3），和田元2），吉門進三2）

界面反応成長研究所１）　同志社大学理工学部2）　住電半導体株式会社3）

　1. はじめに

JCCG-461)においてGaN基板の(0001)結晶面垂直軸

をφ軸に沿って回転させるφスキャンFCP　( Fixed

Chi Phi ) スキャン　［Renninger Scan］２) 法による

GaN結晶基板の新たな評価方法を報告した．今回，

FCPスキャン［Renninger Scan］パターン強度に関係

する平行X線ビームの光学系条件（波長，発散角，ビー

ム径、受光側のスリットの有無等）とビーム照射面積形

状の依存性を調べた．

　3. GaN基板

　4. 実験結果 　

第１０回ナノ構造・エピタキシャル成長講演会　ES館　ESホール　　（名古屋大学）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2018.7.13

　2. FCPスキャン［Renninger Scan］パターン

Renninger Scanパターン強度は結晶内部の複数結晶面による多重回折のため，GaN基板の結晶性評価に有効である．

Fr-P24

X;Y;Z

>

GaN{0001}

Phi

�θ�

Bragg ω�

X 8.5428°

17.0856°

>

GaN{0002}

Phi

Braggω�

X

17.2833°

34.5666° [0001]�θ�

��

�

X

X

X

2θ

ω

ω

ψ

φ

ωX

0.27slit Collimetormonocro

FCP(FixedChiPhi)

X-

0.3°

X WxH

W

H

:Sx

:Sy

:Sy:S

x

y

10mm

Sx,Sy:M (0.5mm

0.27°)

Xe

17.0856°(ω=8.5428°)

1-100

-11 01

X-ray multiple diffraction (XRMD) (Umweganregung)

[3] M. Menninger, Act. Cryst. 8 597 (1955) . [4］稲葉克彦，リガクジャーナル，44(2) 7-15 (2013)

[1] JCCG-46 予稿集　２８aーA08 (2017) [2] M. Renninger, Z. Phys. 106, 141 (1937).

［5] J.B Bläsing and A. Krost, phys. stat. sol.，(a)201(4)，R17-R20 (2004)[6] 三宅静雄，『X線の回折』（朝倉書店）316-320 (1969) ［7］松本崧生，鉱物学雑誌　16（1）99～108（1983）

２θ Cu　Kα１） 強度 (%)32.38834.56336.85348.07757.77663.44969.103

1 70.51

GaN 2θ-ωBragg

mfamily

mfamilymfamily

mfamilyafamily

afamily

a1

a2

a3

c

(1-100)

(-1101) (-1100)

a1

a2

a3

c

(-1101)

e

a c

6 +12

<11-20> ±30°A-

B-

A+

C+

B+C-

[1-210][2-1-10][11-20]

[-1-120]

[-12-10][-2110]

a1

a2

a3 C+C-

B+

B-a2

a3

a1

[-2110]

[-12-10]

[-1-120]

[2-1-10

]

[11-20]

[1-100]

[01-10]

Phi=0°

Phi=3

0°

Phi=-30°

[1-210]

[-1010]

[-1100]

[10-10]

<1-100>

<11-20

>

OF

IF

Phi=-60°

Phi=60°

A+

A-

<11-20><1-100>

[0-110]

A+L

A+R

A-L

A-R

B+L

B+R

B-LB-R

C+LC+R

C-L

C-R

12L R 30° 12

B+RC-L C-R C+L C+R A-L A-R

A+L A+RB-L B-R B+L

AregionCregionC- C A-

A B- BBregion

3-1-10 / -3211

3-1-2-2 / -31231-10-1 / -1102

02-21 / 0-2201-100 / -1101

12-33 / -1-23-2

01-13 / 0-11-23-120 / -31-2102-23 / 0-22-2

Cu-Kα1 と　Kβ　（Niフィルタ未使用）

φ30°基本領域のCu-Kβ（0.139 nm:16個)とKα１（0.154 nm:14個)による GaN c面基板の0001禁制反射のFCPスキャンパターン

φ30°基本領域のSR光(0.135 nm: 19個）によるGaN c面基板の0001禁制反射のFCPスキャンパターンSR光

Φ360°GaN c面基板の0001禁制反射のFCPスキャンパターン(Renninger Scan pattern)

謝辞：AichiSRの竹田美和所長，砥綿真一氏のご協力に感謝いたします．

W3.0

W0.8

32

4 56

7 8

9 1011 12 13 14 GaN 基板の　Phi30°　A-R領域のFCPパターン（Renninger Scan pattern) W依存性 １４個のピーク　Cu-Kα１

　5. まとめ