JPS61153552A - 自動ｘ線回折装置 - Google Patents
自動ｘ線回折装置Info
- Publication number
- JPS61153552A JPS61153552A JP59277329A JP27732984A JPS61153552A JP S61153552 A JPS61153552 A JP S61153552A JP 59277329 A JP59277329 A JP 59277329A JP 27732984 A JP27732984 A JP 27732984A JP S61153552 A JPS61153552 A JP S61153552A
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- Japan
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- ray beam
- semiconductor
- ray
- detector
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は手動によるＸ線ビーム調整を排除したＸ線回折
装置に関するものである。
装置に関するものである。
Ｘ線回折装置は結晶評価の手段として非常に重要なもの
である。例えば、半導体産業に利用される種々の結晶の
評価において、その格子定数、格子欠陥分布等がＸ線ロ
ッキングカーブ、Ｘ線トポグラフで測定されている。
である。例えば、半導体産業に利用される種々の結晶の
評価において、その格子定数、格子欠陥分布等がＸ線ロ
ッキングカーブ、Ｘ線トポグラフで測定されている。
Ｘ線装置を取り扱う上でＸ線ビームを意図する回折角で
正確に試料へ入射させる事、及び試料から出射したＸ線
を正確に検知器あるいは乾板へ導く事が極めて重要であ
る。従来、この調整は作業者の経験に基づいて手動で行
われている０周知の如く、Ｘ線被爆は健康上極めて有害
な影響をもたらし、特に長期間の累積被爆は生命の危険
さえもありうる。このため作業者は常に細心の注意を払
って装置の調整を行うが、意図しない方向からの散乱１
反射による被爆は避けがたく、特にＸ線が可視でない事
からくる危険性は大きい。
正確に試料へ入射させる事、及び試料から出射したＸ線
を正確に検知器あるいは乾板へ導く事が極めて重要であ
る。従来、この調整は作業者の経験に基づいて手動で行
われている０周知の如く、Ｘ線被爆は健康上極めて有害
な影響をもたらし、特に長期間の累積被爆は生命の危険
さえもありうる。このため作業者は常に細心の注意を払
って装置の調整を行うが、意図しない方向からの散乱１
反射による被爆は避けがたく、特にＸ線が可視でない事
からくる危険性は大きい。
このような危険性を避けるため、微小の位置変動を検出
できる検知器を多数並置して位置調整を容易にしたもの
があるが装置自体が高価であるという問題がある。
できる検知器を多数並置して位置調整を容易にしたもの
があるが装置自体が高価であるという問題がある。
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去せしめて
、自動調整が可能なＸ線回折装置を提供することにある
。
、自動調整が可能なＸ線回折装置を提供することにある
。
本発明の自動Ｘ線回折装置は、Ｘ線源と、このＸ線源よ
り出射されたＸ線を照射する測定試料を支持するゴニオ
メータと、前記測定試料を経たＸ線を検知する手段と、
４つの隅にオーミック電極が設けられ、前記測定試料の
位置および前記検知手段の位置にそれぞれ着脱可能な正
方形状の第１および第２の半導体板とを備え、前記半導
体板の対角線上で対向する２つの前記オーミー／り電極
の間に直流電圧を加えてホイートストンブリッジを形成
し、Ｘ線が入射しているときに残りの２つの前記オーミ
ック電極間に流れる電流を、前記ゴニオメータの駆動装
置およびまたは前記検知手段の駆動装置の制御信号とし
て、少なくとも前記測定試料の位置、前記測定試料の傾
きおよび前記検知手段の位置を自動調整することを特徴
としている。
り出射されたＸ線を照射する測定試料を支持するゴニオ
メータと、前記測定試料を経たＸ線を検知する手段と、
４つの隅にオーミック電極が設けられ、前記測定試料の
位置および前記検知手段の位置にそれぞれ着脱可能な正
方形状の第１および第２の半導体板とを備え、前記半導
体板の対角線上で対向する２つの前記オーミー／り電極
の間に直流電圧を加えてホイートストンブリッジを形成
し、Ｘ線が入射しているときに残りの２つの前記オーミ
ック電極間に流れる電流を、前記ゴニオメータの駆動装
置およびまたは前記検知手段の駆動装置の制御信号とし
て、少なくとも前記測定試料の位置、前記測定試料の傾
きおよび前記検知手段の位置を自動調整することを特徴
としている。
本発明は、半導体の内部光電効果を利用するものである
。第２図に示すように正方形状の半導体板ｌの４つの隅
にオーミック電極２，３．４．５を設け、対角線上にお
いて対向する２個の電極２と４との間には定直流電圧源
６を接続し、対向する他の２個の電極３と５との間に高
精度の電流計７を接続する。第３図には、その電気的な
等価回路を示す。半導体板１が精度よく均一な抵抗体で
ある限り、半導体板１は第３図に示すように４（固の抵
抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がブリフジ状に接続された抵
抗回路とみなすことができ、したがってこれら抵抗と定
電圧源６と電流計７とによりホイートストンブリッジが
構成される。
。第２図に示すように正方形状の半導体板ｌの４つの隅
にオーミック電極２，３．４．５を設け、対角線上にお
いて対向する２個の電極２と４との間には定直流電圧源
６を接続し、対向する他の２個の電極３と５との間に高
精度の電流計７を接続する。第３図には、その電気的な
等価回路を示す。半導体板１が精度よく均一な抵抗体で
ある限り、半導体板１は第３図に示すように４（固の抵
抗Ｒ，，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４がブリフジ状に接続された抵
抗回路とみなすことができ、したがってこれら抵抗と定
電圧源６と電流計７とによりホイートストンブリッジが
構成される。
半導体板１にＸ線ビームを照射すると照射された部分は
局部的にキャリアが発生し、その部分の導電率が変化す
る。このため、Ｘ線ビームが半導体板１の中心部よりは
ずれた例えば第３図に○印８で示す位置に照射されこの
部分が励起されると、抵抗Ｒ，が低抵抗化する結果、ホ
イートストンブリッジの平衡条件Ｒ１・Ｒ３＝＝Ｒ２・
Ｒ４がくずれ、電流計７に微小電流が検出される。した
がって、電流計７の電流値が最小になるようにＸ線ビー
ムの照射位置を調整すれば、半導体板ｌの中心に正確に
Ｘ線ビームが一致するようにする事ができる。
局部的にキャリアが発生し、その部分の導電率が変化す
る。このため、Ｘ線ビームが半導体板１の中心部よりは
ずれた例えば第３図に○印８で示す位置に照射されこの
部分が励起されると、抵抗Ｒ，が低抵抗化する結果、ホ
イートストンブリッジの平衡条件Ｒ１・Ｒ３＝＝Ｒ２・
Ｒ４がくずれ、電流計７に微小電流が検出される。した
がって、電流計７の電流値が最小になるようにＸ線ビー
ムの照射位置を調整すれば、半導体板ｌの中心に正確に
Ｘ線ビームが一致するようにする事ができる。
このような半導体板を用いたホイートストンブリフジを
Ｘ線回折装置に利用すれば、Ｘ線ビームを測定試料に正
確に入射させ、及び試料から出射したＸ線ビームを検知
器あるいはフィルムに正確に導くように装置を自動化す
る事が可能となる。
Ｘ線回折装置に利用すれば、Ｘ線ビームを測定試料に正
確に入射させ、及び試料から出射したＸ線ビームを検知
器あるいはフィルムに正確に導くように装置を自動化す
る事が可能となる。
第１図は、本発明の一実施例である自動Ｘ線回折装置の
概略斜視図である。この装置は、基本的には、Ｘ線源１
０と、測定試料を保持するゴニオメータ１１と、検知器
１２とを備えている。ゴニオメータ１１は、そのヘッド
に試料及び後述する半導体板を着脱可能に支持する支持
部１３．Ｘ軸ゴニ第１４．Ｙ軸ゴニ第１５．Ｚ軸ゴニ第
１６により構成されており、試料ステージ１７上に設け
られている。Ｘ軸ゴニ第１４．Ｙ軸ゴニ第１５゜Ｚ軸ゴ
ニ第１６は図示のｘ、ｙ、ｚ座標軸方向にそれぞれ回転
軸を有しておりサーボモータなどを備える駆動装置１８
によって回転される。また、試料ステージ１７は駆動装
置１８によりｘ、ｚ方向に移動される。
概略斜視図である。この装置は、基本的には、Ｘ線源１
０と、測定試料を保持するゴニオメータ１１と、検知器
１２とを備えている。ゴニオメータ１１は、そのヘッド
に試料及び後述する半導体板を着脱可能に支持する支持
部１３．Ｘ軸ゴニ第１４．Ｙ軸ゴニ第１５．Ｚ軸ゴニ第
１６により構成されており、試料ステージ１７上に設け
られている。Ｘ軸ゴニ第１４．Ｙ軸ゴニ第１５゜Ｚ軸ゴ
ニ第１６は図示のｘ、ｙ、ｚ座標軸方向にそれぞれ回転
軸を有しておりサーボモータなどを備える駆動装置１８
によって回転される。また、試料ステージ１７は駆動装
置１８によりｘ、ｚ方向に移動される。
検知器１２は、検知器ステージ１９に設けられており、
この検知器ステージには検知器１２の前面に後述する半
導体板が着脱可能な支持部２０が取り付けられている。
この検知器ステージには検知器１２の前面に後述する半
導体板が着脱可能な支持部２０が取り付けられている。
検知器ステージ１９は、サーボモータなどを備える駆動
装置２１によって図示のｘ ／ 、 ｙ ｌ 、
ｚ ’座標のｘ′、ｚ′方向に移動される。
装置２１によって図示のｘ ／ 、 ｙ ｌ 、
ｚ ’座標のｘ′、ｚ′方向に移動される。
ゴニオメータ１１の支持部１３には、半導体板２２を着
脱可能に支持することができる。この半導体板は、測定
しようとする試料程度の大きさの薄膜あるいは薄板状の
正方形の半導体である。半導体の材料は精度よく均一な
抵抗が得られるものであれば、シリコン、ゲルマニウム
などの真性半導体、これらに不純物を加えた不純物半導
体、また単結晶、多結晶を問うことなく、どのような半
導体材料を用いてもよい。さらにその厚さについては、
前述したホイートストンブリッジの平衡条件を満足でき
るような厚さに適宜選定するものとする。
脱可能に支持することができる。この半導体板は、測定
しようとする試料程度の大きさの薄膜あるいは薄板状の
正方形の半導体である。半導体の材料は精度よく均一な
抵抗が得られるものであれば、シリコン、ゲルマニウム
などの真性半導体、これらに不純物を加えた不純物半導
体、また単結晶、多結晶を問うことなく、どのような半
導体材料を用いてもよい。さらにその厚さについては、
前述したホイートストンブリッジの平衡条件を満足でき
るような厚さに適宜選定するものとする。
このような半導体板２２の四隅には第２図において説明
したようにオーミック電極（図示せず）が設けられ、こ
れらオーミック電極からはそれぞれリード線２３，２４
，２５．２６が引き出されている。対角線上で対向する
オーミック電極より引き出されているリード線２３と２
５との間には直流定電圧源２７が接続され、残りのオー
ミック電極より引き出されているリード線２４．２６は
駆動装置１８に接続されている。
したようにオーミック電極（図示せず）が設けられ、こ
れらオーミック電極からはそれぞれリード線２３，２４
，２５．２６が引き出されている。対角線上で対向する
オーミック電極より引き出されているリード線２３と２
５との間には直流定電圧源２７が接続され、残りのオー
ミック電極より引き出されているリード線２４．２６は
駆動装置１８に接続されている。
一方、検知器１２のステージ１９の支持部２０にも、半
導体板２２と同様の半導体板２８を着脱可能に支持する
ことができる。この場合、半導体板２８の大きさは、検
知器１２の検知面を覆う大きさとする。この半導体板２
８の四隅にはオーミック電極（図示せず）が設けられ、
これらオーミック電極からはそれぞれリード線２９．３
０，３１．３２が引き出されている。対角線上に対向す
るオーミック電極より引き出されているリード線２９と
３１との間には直流定電圧源３３が接続され、残りのオ
ーミック電極より引き出されているリード線３０．３２
は駆動装置２１に接続されている。これらリード線３０
．３２は、さらにリード線３４．３５を経て駆動装置１
８に接続されている。
導体板２２と同様の半導体板２８を着脱可能に支持する
ことができる。この場合、半導体板２８の大きさは、検
知器１２の検知面を覆う大きさとする。この半導体板２
８の四隅にはオーミック電極（図示せず）が設けられ、
これらオーミック電極からはそれぞれリード線２９．３
０，３１．３２が引き出されている。対角線上に対向す
るオーミック電極より引き出されているリード線２９と
３１との間には直流定電圧源３３が接続され、残りのオ
ーミック電極より引き出されているリード線３０．３２
は駆動装置２１に接続されている。これらリード線３０
．３２は、さらにリード線３４．３５を経て駆動装置１
８に接続されている。
以上のような構造の自動Ｘ線回折装置においては、まず
、ゴニオメータ１１のヘッドにある支持部１３に半導体
板２２を取り付ける。Ｘ線源１０からはｙ軸に平行にＸ
線ビームが出射されるものとし、半導体板２２はＸ線ビ
ームに対して垂直に配置する。この状態で、Ｘ線源１０
に電源を投入してＸ線ビームを半導体板２２に照射する
。そして、半導体板２２のリード線２４．２６に流れる
電流が最小となるように、駆動装置１８によって試料ス
テージ１７をｘ、 ｚ方向に移動させる。第２図にお
いて説明したように、Ｘ線ビームが半導体板２２の中心
部に照射されるときには、ホイートストンブリッジの平
衡条件が成立して流れる電流が最小になるので、Ｘ線ビ
ームが半導体板２２の中心部に照射するように調整され
る。このような動作は、駆動装置１８が半導体板２２の
リード線２４．２６に流れる電流を制御信号として検出
することによって自動的に行われる。Ｘ線ビームの入射
位置調整が終了すると、Ｘ線源１０の電源を切って、半
導体板２２を支持部１３より取りはずし、同じ位置に試
料結晶を取り付け、Ｚ軸ゴニ第１６の回転で所定の回折
角の入射角となるように設定する。この動作は、駆動装
置１８内に設けられているサーボモータで自動的に行わ
れる。
、ゴニオメータ１１のヘッドにある支持部１３に半導体
板２２を取り付ける。Ｘ線源１０からはｙ軸に平行にＸ
線ビームが出射されるものとし、半導体板２２はＸ線ビ
ームに対して垂直に配置する。この状態で、Ｘ線源１０
に電源を投入してＸ線ビームを半導体板２２に照射する
。そして、半導体板２２のリード線２４．２６に流れる
電流が最小となるように、駆動装置１８によって試料ス
テージ１７をｘ、 ｚ方向に移動させる。第２図にお
いて説明したように、Ｘ線ビームが半導体板２２の中心
部に照射されるときには、ホイートストンブリッジの平
衡条件が成立して流れる電流が最小になるので、Ｘ線ビ
ームが半導体板２２の中心部に照射するように調整され
る。このような動作は、駆動装置１８が半導体板２２の
リード線２４．２６に流れる電流を制御信号として検出
することによって自動的に行われる。Ｘ線ビームの入射
位置調整が終了すると、Ｘ線源１０の電源を切って、半
導体板２２を支持部１３より取りはずし、同じ位置に試
料結晶を取り付け、Ｚ軸ゴニ第１６の回転で所定の回折
角の入射角となるように設定する。この動作は、駆動装
置１８内に設けられているサーボモータで自動的に行わ
れる。
次に、半導体板２８を検知器ステージ１９の支持部２０
に取り付ける。この半導体板は、検知器１２とは異なり
、微小の位置変動を敏感に測定できることを特徴として
いる。半導体板２８を支持部２０に取り付けた状態でＸ
線源１０の電源を再び投入しＸ線ビームを出射させる。
に取り付ける。この半導体板は、検知器１２とは異なり
、微小の位置変動を敏感に測定できることを特徴として
いる。半導体板２８を支持部２０に取り付けた状態でＸ
線源１０の電源を再び投入しＸ線ビームを出射させる。
出射したＸ線ビームは前述の調整により試料結晶の中心
位置に正確に入射し、試料から出射する。試料から出射
したＸ線ビームは半導体板２８に入射する。そして、試
料ステージ１７の調整と同様に、半導体板２８のリード
線３０．３２に流れる電流が最小となるように、駆動装
置２１によって検知器ステージ１９をｘ′、ｚ′方向に
移動させる。電流が最。
位置に正確に入射し、試料から出射する。試料から出射
したＸ線ビームは半導体板２８に入射する。そして、試
料ステージ１７の調整と同様に、半導体板２８のリード
線３０．３２に流れる電流が最小となるように、駆動装
置２１によって検知器ステージ１９をｘ′、ｚ′方向に
移動させる。電流が最。
小となる位置で、試料から出射したＸ線ビームは半導体
板２８の中心部に入射する。このような検知器の位置調
整は、駆動装置２１が半導体板２８のリード線３０．３
２に流れる電流を検出することによって自動的に行われ
る。
板２８の中心部に入射する。このような検知器の位置調
整は、駆動装置２１が半導体板２８のリード線３０．３
２に流れる電流を検出することによって自動的に行われ
る。
リード線３０．３２を流れる電流は、さらにリード線３
４．３５を経て駆動装置１８に供給され、Ｘ軸ゴニ第１
４およびＹ軸ゴニ第１５の調整のための制御信号として
用いられる。駆動装置１８は、この制御信号すなわち電
流が最小となるように、Ｘ軸ゴニ第１４およびＹ軸ゴニ
第１５を回転させて・試料の垂直性の補正（いわゆる、
あおりの補正）を行う。これら動作は、駆動装置１８内
に設けられているサーボモータで自動的に行われる。
４．３５を経て駆動装置１８に供給され、Ｘ軸ゴニ第１
４およびＹ軸ゴニ第１５の調整のための制御信号として
用いられる。駆動装置１８は、この制御信号すなわち電
流が最小となるように、Ｘ軸ゴニ第１４およびＹ軸ゴニ
第１５を回転させて・試料の垂直性の補正（いわゆる、
あおりの補正）を行う。これら動作は、駆動装置１８内
に設けられているサーボモータで自動的に行われる。
以上のようにして、測定試料の位置、傾き、および検知
器位置が正確に定まった後、自動機構により半導体板２
８を支持部２０より取りはずすことによって、測定が開
始される。
器位置が正確に定まった後、自動機構により半導体板２
８を支持部２０より取りはずすことによって、測定が開
始される。
以上、本発明の一実施例を説明したが、本発明はこの実
施例にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で
種々の変形、変更が可能なことは勿論である。例えば、
検知器の支持にもゴニオメータを用いることができ、こ
の場合には、検知器の位置のみならず傾きをも調整する
ことができる。
施例にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で
種々の変形、変更が可能なことは勿論である。例えば、
検知器の支持にもゴニオメータを用いることができ、こ
の場合には、検知器の位置のみならず傾きをも調整する
ことができる。
また、検知器の代わりにフィルムを置くようにしてもよ
い。
い。
以上説明したように、本発明の自動Ｘ線回折装置によれ
ば、Ｘ線ビーム位置、測定試料の位置、検知器の位置が
一義的に定まるため非常に再現性のあるデータを得る事
ができる。この事はロッキングカーブの半値中の測定に
より結晶性評価を行う上で特に有用である。
ば、Ｘ線ビーム位置、測定試料の位置、検知器の位置が
一義的に定まるため非常に再現性のあるデータを得る事
ができる。この事はロッキングカーブの半値中の測定に
より結晶性評価を行う上で特に有用である。
また、作業者の手動による調整が不必要となるので、Ｘ
線被爆を避けることができ、したがうて作業者の安全上
の問題を解決することができる。
線被爆を避けることができ、したがうて作業者の安全上
の問題を解決することができる。
さらに、微小の位置変動を検出できる検知器を多数並置
した従来のＸ線回折装置に比べて、半導体板を用い廷ホ
イートストンブリッジを利用するようにしているので安
価な自動Ｘ線回折装置を得ることができる。
した従来のＸ線回折装置に比べて、半導体板を用い廷ホ
イートストンブリッジを利用するようにしているので安
価な自動Ｘ線回折装置を得ることができる。
第１図は本発明の自動Ｘ線回折装置の一実施例を示す概
略斜視図、 第２図は半導体板を用いたホイートストンブリッジを示
す図、 第３図は第２図の等価回路図である。 １０・・・・・Ｘ、線源 １１・・・・・ゴニオメータ １２・・・・・検知器 １３．２０・・支持部 １４・・・・・Ｘ軸ゴニ第 １５・・・・・Ｙ軸ゴニオ １６・・・・・２軸ゴニ第 １７・・・・・試料ステージ １８．２１・・駆動装置 １９・・・・・検知器ステージ ２２．２８・・半導体板 ２７．３３・・直流定電圧源
略斜視図、 第２図は半導体板を用いたホイートストンブリッジを示
す図、 第３図は第２図の等価回路図である。 １０・・・・・Ｘ、線源 １１・・・・・ゴニオメータ １２・・・・・検知器 １３．２０・・支持部 １４・・・・・Ｘ軸ゴニ第 １５・・・・・Ｙ軸ゴニオ １６・・・・・２軸ゴニ第 １７・・・・・試料ステージ １８．２１・・駆動装置 １９・・・・・検知器ステージ ２２．２８・・半導体板 ２７．３３・・直流定電圧源
Claims (1)
- （１）Ｘ線源と、このＸ線源より出射されたＸ線を照射
する測定試料を支持するゴニオメータと、前記測定試料
を経たＸ線を検知する手段と、４つの隅にオーミック電
極が設けられ、前記測定試料の位置および前記検知手段
の位置にそれぞれ着脱可能な正方形状の第１および第２
の半導体板とを備え、前記半導体板の対角線上で対向す
る２つの前記オーミック電極の間に直流電圧を加えてホ
イートストンブリッジを形成し、Ｘ線が入射していると
きに残りの２つの前記オーミック電極間に流れる電流を
、前記ゴニオメータの駆動装置およびまたは前記検知手
段の駆動装置の制御信号として、少なくとも前記測定試
料の位置、前記測定試料の傾きおよび前記検知手段の位
置を自動調整することを特徴とする自動Ｘ線回折装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277329A JPS61153552A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 自動ｘ線回折装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277329A JPS61153552A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 自動ｘ線回折装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61153552A true JPS61153552A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=17582008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59277329A Pending JPS61153552A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 自動ｘ線回折装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61153552A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630242A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-26 | Jeol Ltd | Automatic axis-matching device for electron rays device |
| JPS5956774A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-04-02 | Hamamatsu Tv Kk | 粒子線等の入射位置検出用半導体装置 |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP59277329A patent/JPS61153552A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5630242A (en) * | 1979-08-20 | 1981-03-26 | Jeol Ltd | Automatic axis-matching device for electron rays device |
| JPS5956774A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-04-02 | Hamamatsu Tv Kk | 粒子線等の入射位置検出用半導体装置 |
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