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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