JP6311532B2 - Composition analysis method, composition analysis apparatus, and composition analysis program - Google Patents

Composition analysis method, composition analysis apparatus, and composition analysis program Download PDF

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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Description

本発明は、組成分析方法、組成分析装置及び組成分析プログラムに関する。   The present invention relates to a composition analysis method, a composition analysis apparatus, and a composition analysis program.

X線分光法を用いて、材料に含まれる元素の組成や含有率を求める技術が知られている。例えば、合金めっき材料の合金元素含有率の測定や、半導体材料の元素組成の評価に、X線分光法が用いられている。   A technique for obtaining the composition and content of elements contained in a material using X-ray spectroscopy is known. For example, X-ray spectroscopy is used to measure the alloy element content of an alloy plating material and to evaluate the elemental composition of a semiconductor material.

特開平8−297106号公報JP-A-8-297106 特開2004−006545号公報JP 2004006545 A

ところで、化学量論的化合物は、広く機能性材料として使用され、その機能の改変のために、不純物元素が添加される場合がある。このような化合物では、その機能を制御するうえで、不純物元素の組成を把握することが重要になる。   By the way, a stoichiometric compound is widely used as a functional material, and an impurity element may be added in order to modify its function. In such a compound, it is important to grasp the composition of the impurity element in order to control its function.

しかし、X線分光法では、測定に用いる試料の形態や、測定対象元素から生じたX線の試料への吸収(X線吸収)等の影響により、化合物中の不純物元素(添加元素)の組成を精度良く求めることが難しい場合がある。   However, in X-ray spectroscopy, the composition of the impurity element (additive element) in the compound is affected by the form of the sample used for measurement, the absorption of X-rays generated from the measurement target element into the sample (X-ray absorption), and the like. It may be difficult to accurately obtain

本発明の位置観点によれば、化学量論的化合物の第1元素と第2元素のうち前記第1元素の一部が第3元素で置換された化合物の、前記第1元素と前記第2元素の組成比を、X線分光法を用いて求める工程と、前記組成比と、前記化合物中の前記第2元素の組成とを用いて、前記化合物中の前記第1元素の組成を求める工程と、前記化合物中の前記第1元素の組成を用いて、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程とを含む組成分析方法が提供される。   According to a position aspect of the present invention, the first element and the second element of the compound in which a part of the first element among the first element and the second element of the stoichiometric compound is substituted with the third element. A step of determining the composition ratio of the element using X-ray spectroscopy, and a step of determining the composition of the first element in the compound using the composition ratio and the composition of the second element in the compound. And a step of determining the composition of the third element in the compound using the composition of the first element in the compound.

また、本発明の一観点によれば、組成分析に用いる組成分析装置、組成分析プログラムが提供される。   In addition, according to one aspect of the present invention, a composition analysis apparatus and a composition analysis program used for composition analysis are provided.

開示の技術によれば、化合物中に添加された元素の組成を、X線分光法を用い、試料形態やX線吸収の影響を抑えて、精度良く求めることが可能になる。   According to the disclosed technique, the composition of an element added to a compound can be obtained with high accuracy by using X-ray spectroscopy and suppressing the influence of sample form and X-ray absorption.

TEM−EDS分析の説明図である。It is explanatory drawing of a TEM-EDS analysis. X線吸収の説明図である。It is explanatory drawing of X-ray absorption. 組成分析方法の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a composition analysis method. 組成分析結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a composition analysis result. 組成分析装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a composition analyzer. コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of a computer.

化学式Axyで表される化学量論的化合物は、広く機能性材料として使用され、更なる機能向上のために不純物元素の添加が行われる場合がある。機能を制御するうえでは、化学量論的化合物に不純物元素を添加した化合物のその不純物元素の組成(濃度)の把握が重要になる。 Stoichiometric compound represented by the formula A x B y is widely used as functional materials, there is a case where the addition of the impurity element is performed for further improvements. In controlling the function, it is important to grasp the composition (concentration) of the impurity element of the compound obtained by adding the impurity element to the stoichiometric compound.

このような化合物中の不純物元素の組成は、例えば、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Microscope;TEM)に装着されたエネルギー分散型X線分光(Energy Dispersive x-ray Spectroscopy;EDS)検出器を用いて分析される(TEM−EDS分析)。   The composition of the impurity element in such a compound is determined using, for example, an energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS) detector attached to a transmission electron microscope (TEM). Analyzed (TEM-EDS analysis).

図1はTEM−EDS分析の説明図である。
図1に示すように、TEMの試料ホルダ10aにセットされた化合物の試料20aに、電子線30aが照射され、電子線30aが照射された試料20aから放射される特性X線40aが、EDS検出器50aで検出される。電子線30aの照射により試料20aから発生する各元素の特性X線40aの強度から、kファクタ(k因子)と呼ばれる係数を用いて、試料20aの組成が求められる。
FIG. 1 is an explanatory diagram of TEM-EDS analysis.
As shown in FIG. 1, a sample 20a of a compound set in a sample holder 10a of a TEM is irradiated with an electron beam 30a, and characteristic X-rays 40a emitted from the sample 20a irradiated with the electron beam 30a are detected by EDS. It is detected by the device 50a. From the intensity of the characteristic X-ray 40a of each element generated from the sample 20a by irradiation with the electron beam 30a, the composition of the sample 20a is obtained using a coefficient called k factor (k factor).

試料の化合物に含まれる元素をA,B,C,・・・とし、検出された各元素の特性X線の強度をそれぞれIA,IB,IC,・・・とし、各元素のkファクタをそれぞれkA,kB,kC,・・・とすると、元素Aの組成CAは、次の式(1)で表される。 The elements contained in the compound of the sample are A, B, C,..., The characteristic X-ray intensities of the detected elements are I A , I B , I C ,. When the factors are k A , k B , k C ,..., The composition C A of the element A is expressed by the following formula (1).

A=kAA/(kAA+kBB+kCC・・・) ・・・(1)
このような式(1)に従い、化合物に含まれる元素Aの組成CAを求めることができる。化合物に含まれる他の元素B,C,・・・の組成CB,CC,・・・についても、これと同様にして求めることができる。
C A = k A I A / (k A I A + k B I B + k C I C ...) (1)
According Such equation (1), it is possible to obtain the composition C A of the element A contained in the compound. The composition C B , C C ,... Of other elements B, C,.

ここで用いるkファクタを求める方法には2種類ある。
1つは、組成が既知の標準試料を用いて実験的に求める方法である。例えば、組成を求める対象試料と近い組成を有する標準試料について、それに含まれる各元素の特性X線を測定し、標準試料の組成比と上記式(1)のような関係式(CA/CB=(kA/kB)・(IA/IB)等)から、kファクタを求める。これを対象試料のkファクタとして用いる。或いは、組成が既知である複数種の標準試料について、各元素の特性X線強度とkファクタの関係(検量線)を取得しておき、その関係に基づき、組成を求める対象試料について得られた各元素の特性X線強度から、kファクタを求める。
There are two methods for obtaining the k factor used here.
One is a method for experimental determination using a standard sample having a known composition. For example, the characteristic X-ray of each element included in a standard sample having a composition close to the target sample whose composition is to be measured is measured, and the composition ratio of the standard sample and the relational expression (C A / C B = (k A / k B ) · (I A / I B ) etc.) to obtain the k factor. This is used as the k factor of the target sample. Alternatively, the relationship between the characteristic X-ray intensity of each element and the k factor (calibration curve) was obtained for a plurality of types of standard samples with known compositions, and the target sample for which the composition was determined based on the relationship was obtained. The k factor is obtained from the characteristic X-ray intensity of each element.

対象試料の組成を適正に求めるためには、適正なkファクタを用いることが重要であるが、そのような適正なkファクタを上記方法で求めるためには、標準試料として、できるだけ対象試料に組成が近いものを用いることが望ましい。しかし、そのような標準試料を準備することは、必ずしも容易でない。   In order to properly determine the composition of the target sample, it is important to use an appropriate k factor, but in order to determine such an appropriate k factor by the above method, the composition of the target sample as much as possible is used as a standard sample. It is desirable to use the one with close. However, it is not always easy to prepare such a standard sample.

kファクタを求めるもう1つの方法は、理論式に基づいて求める方法である。試料の化合物に含まれる元素AのkファクタkAは、以下の理論式(2)で表される。
A=MA/(σAωAAεA) ・・・(2)
式(2)において、MAは元素Aの原子量、σAは元素Aのイオン化断面積、ωAは元素Aの蛍光収率、pAは元素Aから発生する各種特性X線(Kα線、Kβ線、Lα線等)に対する着目する特性X線の割合、εAは元素Aの検出器効率である。
Another method for obtaining the k factor is a method for obtaining it based on a theoretical formula. The k factor k A of the element A contained in the compound of the sample is represented by the following theoretical formula (2).
k A = M A / (σ A ω A p A ε A ) (2)
In the formula (2), M A is the atomic weight of the element A, σ A is the ionization cross section of the element A, ω A is the fluorescence yield of the element A, p A is various characteristic X-rays (Kα ray, The ratio of characteristic X-rays of interest to Kβ rays, Lα rays, etc., ε A is the detector efficiency of element A.

尚、化合物に含まれる他の元素B,C,・・・のkファクタkB,kC,・・・も、同様の理論式となる。
上記式(2)のような理論式を用いることで、各元素のkファクタを求めることができる。しかし、この式(2)のような理論式では、TEM試料厚さをゼロと近似するため、実際には有限の厚さを有するTEM試料では、X線吸収の問題が生じる。
Note that k factors k B , k C ,... Of other elements B, C,.
By using a theoretical formula such as the above formula (2), the k factor of each element can be obtained. However, since the TEM sample thickness is approximated to zero in the theoretical formula such as the equation (2), in practice, a TEM sample having a finite thickness causes a problem of X-ray absorption.

図2はX線吸収の説明図である。
図2に示すように、電子線30bが照射された試料20b内で発生する特性X線40bは、試料20bを透過して検出器50bで検出される。特性X線40bは、試料20bを透過する間に、一部が試料20b内に吸収される。
FIG. 2 is an explanatory diagram of X-ray absorption.
As shown in FIG. 2, the characteristic X-ray 40b generated in the sample 20b irradiated with the electron beam 30b passes through the sample 20b and is detected by the detector 50b. Part of the characteristic X-ray 40b is absorbed into the sample 20b while passing through the sample 20b.

試料20bが軽元素と重元素を含む化合物である場合、軽元素の特性X線は、重元素の特性X線に比べてエネルギーが小さく、試料20b内でより多く吸収される。そのため、軽元素の組成が実際よりも小さく評価され、逆に重元素の組成が実際よりも大きく評価される。これがX線吸収の問題である。   When the sample 20b is a compound containing a light element and a heavy element, the characteristic X-ray of the light element has a smaller energy than the characteristic X-ray of the heavy element and is absorbed more in the sample 20b. For this reason, the light element composition is evaluated smaller than the actual one, and conversely the heavy element composition is evaluated larger than the actual one. This is a problem of X-ray absorption.

この問題を解決するためには、試料20bの厚さtをできるだけ薄くし、ゼロに近付ければよいが、それにも限界がある。
試料20bの厚さを薄くする方法とは別の方法として、吸収補正という方法が知られている。検出される各元素の特性X線強度Iを、次の式(3)で表される吸収補正係数CFで割ることで補正する。
In order to solve this problem, the thickness t of the sample 20b may be made as thin as possible and close to zero, but this also has a limit.
As a method different from the method of reducing the thickness of the sample 20b, a method called absorption correction is known. Correction is performed by dividing the characteristic X-ray intensity I of each detected element by the absorption correction coefficient CF expressed by the following equation (3).

CF=[1−exp{−(μ/ρ)・cosec(α)・ρt}]/{(μ/ρ)・cosec(α)・ρ} ・・・(3)
式(3)において、μ/ρは試料20bに対する各元素の特性X線の質量吸収係数、αは検出器50bの角度、ρは試料20bの密度、tは試料20bの厚さである。
CF = [1-exp {− (μ / ρ) · cosec (α) · ρt}] / {(μ / ρ) · cosec (α) · ρ} (3)
In Expression (3), μ / ρ is the mass absorption coefficient of the characteristic X-ray of each element with respect to the sample 20b, α is the angle of the detector 50b, ρ is the density of the sample 20b, and t is the thickness of the sample 20b.

式(3)で表される吸収補正係数CFを用いた吸収補正では、各元素の特性X線の質量吸収係数μ/ρ、検出器50bの角度α、試料20bの密度ρ、試料20bの厚さtの各パラメータに、正確な値を用いることが重要になる。   In the absorption correction using the absorption correction coefficient CF represented by the equation (3), the characteristic X-ray mass absorption coefficient μ / ρ of each element, the angle α of the detector 50b, the density ρ of the sample 20b, and the thickness of the sample 20b It is important to use an accurate value for each parameter t.

これらのパラメータのうち、検出器50bの角度αについては、用いるTEMやその測定条件で決まってくる値を用いることができる。一方、試料20bの密度ρ、厚さtについては、他の装置、手法を用いて別途測定する必要があり、また、その測定で正確な値を得ることも、必ずしも容易でない。質量吸収係数μ/ρについては、公知の値(例えば、http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab3.html)を用いることが可能であるが、この質量吸収係数μ/ρのほか、上記の試料20bの密度ρ、厚さtに誤差があると、試料20bの組成値に誤差が生じることになる。   Among these parameters, for the angle α of the detector 50b, a value determined by the TEM to be used and its measurement conditions can be used. On the other hand, it is necessary to separately measure the density ρ and thickness t of the sample 20b using another apparatus and method, and it is not always easy to obtain accurate values by the measurement. As the mass absorption coefficient μ / ρ, a known value (for example, http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/tab3.html) can be used. In addition, if there is an error in the density ρ and thickness t of the sample 20b, an error occurs in the composition value of the sample 20b.

このように、標準試料を用いる手法や吸収補正を行う手法では、化学量論的化合物に不純物元素を添加した化合物の、その不純物元素の組成を、精度良く分析することができない場合がある。   As described above, in the method using the standard sample or the method for performing the absorption correction, the composition of the impurity element of the compound obtained by adding the impurity element to the stoichiometric compound may not be accurately analyzed.

そこで、標準試料を用いたり吸収補正を行ったりすることなく、化合物(化学量論的化合物に不純物元素を添加した化合物)に含まれる不純物元素の組成を精度良く分析することのできる手法について、以下に実施形態として説明する。   Therefore, a method that can accurately analyze the composition of impurity elements contained in a compound (a compound obtained by adding an impurity element to a stoichiometric compound) without using a standard sample or performing absorption correction is described below. Will be described as an embodiment.

図3は組成分析方法の一例を示す図である。
本実施形態では、まず、化学量論的化合物に含まれる第1元素と第2元素のうち第1元素の一部が第3元素(不純物元素)で置換された化合物を準備する(ステップS1)。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a composition analysis method.
In the present embodiment, first, a compound in which a part of the first element among the first element and the second element contained in the stoichiometric compound is replaced with a third element (impurity element) is prepared (step S1). .

ここで、第1元素と第2元素は、例えば、互いに原子番号が近い元素の組み合わせ、或いは、特性X線のエネルギーが近い元素の組み合わせであるものとする。例えば、第1元素と第2元素は、第13族−第15族、第12族−第16族、第2族−第4族、第1族−第17族の元素の組み合わせであって、互いに原子番号又は特性X線のエネルギーが近い元素の組み合わせである。   Here, the first element and the second element are, for example, a combination of elements having atomic numbers close to each other or a combination of elements having close characteristics X-ray energy. For example, the first element and the second element are combinations of elements of Group 13 to Group 15, Group 12 to Group 16, Group 2 to Group 4, Group 1 to Group 17, It is a combination of elements having an atomic number or characteristic X-ray energy close to each other.

不純物元素は、このような組み合わせの第1元素と第2元素を含む化学量論的化合物の、第1元素と同じ原子サイトを占有する元素である。ステップS1では、化学量論的化合物の第1元素の一部が、このような不純物元素で置換された化合物が準備される。   The impurity element is an element that occupies the same atomic site as the first element of the stoichiometric compound including the first element and the second element in such a combination. In step S1, a compound in which a part of the first element of the stoichiometric compound is replaced with such an impurity element is prepared.

次いで、準備した化合物について、例えば、EDS検出器を備えるTEM(TEM−EDS)を用いたX線分光法により、第1元素と第2元素(母相)の組成比を求める(ステップS2)。   Subsequently, about the prepared compound, the composition ratio of a 1st element and a 2nd element (matrix) is calculated | required by X-ray spectroscopy using TEM (TEM-EDS) provided with an EDS detector, for example (step S2).

化合物中の第1元素と第2元素の原子番号が近い場合、それらの特性X線のエネルギー差は小さいので、質量吸収係数の差が小さくなり、吸収補正係数CFの差も小さくなる。化合物中の第1元素と第2元素の原子番号が離れていても、互いの特性X線のエネルギーが近い場合であれば、同様に、質量吸収係数の差、吸収補正係数CFの差は小さくなる。   When the atomic numbers of the first element and the second element in the compound are close, the energy difference between the characteristic X-rays is small, so the difference in mass absorption coefficient is small and the difference in absorption correction coefficient CF is also small. Even if the atomic numbers of the first element and the second element in the compound are separated, if the energy of the characteristic X-rays is close to each other, the difference in the mass absorption coefficient and the difference in the absorption correction coefficient CF are similarly small. Become.

そこで、本実施形態の組成分析では、第1元素から発生する特性X線と、第2元素から発生する特性X線の、化合物に吸収されるX線吸収の程度の違いを無視する。化合物について得られる第1元素の特性X線の強度と、第2元素の特性X線の強度から、上記式(1)及びkファクタの理論式(2)を用い、吸収補正係数CFによる特性X線の吸収補正を行わずに、不純物元素を含む化合物の第1元素と第2元素の組成比を求める。   Therefore, in the composition analysis of the present embodiment, the difference in the degree of X-ray absorption absorbed by the compound between the characteristic X-ray generated from the first element and the characteristic X-ray generated from the second element is ignored. From the intensity of the characteristic X-ray of the first element obtained for the compound and the intensity of the characteristic X-ray of the second element, the characteristic X by the absorption correction coefficient CF is calculated using the above equation (1) and the theoretical formula (2) of the k factor. The composition ratio of the first element and the second element of the compound containing the impurity element is obtained without correcting the line absorption.

このようにして不純物元素を含む化合物について求めた第1元素と第2元素の組成比と、その化合物中の第2元素の組成とを用いて、その化合物中の第1元素の組成を求める(ステップS3)。   The composition of the first element in the compound is determined using the composition ratio of the first element and the second element thus determined for the compound containing the impurity element and the composition of the second element in the compound ( Step S3).

不純物元素は、化学量論的化合物の、第1元素とのみ置換し、第2元素とは置換しない。そのため、不純物元素を含む化合物中の第2元素の組成は、不純物元素を含まない化学量論的化合物中の第2元素の組成と同じになる。この第2元素の組成と、上記ステップS2で求めた、不純物元素を含む化合物の第1元素と第2元素の組成比とを用いて、その化合物中の第1元素の組成を求める。   The impurity element replaces only the first element of the stoichiometric compound and does not replace the second element. Therefore, the composition of the second element in the compound containing the impurity element is the same as the composition of the second element in the stoichiometric compound not containing the impurity element. Using the composition of the second element and the composition ratio of the first element and the second element of the compound containing the impurity element obtained in step S2, the composition of the first element in the compound is obtained.

このようにして不純物元素を含む化合物について求めた第1元素の組成を用いて、その化合物中の不純物元素の組成を求める(ステップS4)。
例えば、不純物元素を含まない化学量論的化合物中の第1元素の組成(atom%)、第2元素の組成(atom%)、及び、上記のようにして求めた不純物元素を含む化合物中の第1元素の組成(atom%)を用いて、不純物元素の組成(atom%)を求める。
Using the composition of the first element obtained for the compound containing the impurity element in this way, the composition of the impurity element in the compound is obtained (step S4).
For example, the composition of the first element (atom%), the composition of the second element (atom%) in the stoichiometric compound not containing the impurity element, and the compound containing the impurity element obtained as described above The composition (atom%) of the impurity element is obtained using the composition (atom%) of the first element.

上記組成分析方法について、より具体的に説明する。
ここでは、原子番号が近い元素A(第1元素)と元素B(第2元素)の化学量論的化合物Axyに、不純物元素Q(第3元素)が、元素Aに置換して添加されている化合物Qnx-ny(ステップS1)の、その不純物元素Qの組成nを求める。
The composition analysis method will be described more specifically.
Here, the stoichiometric compound A x B y of atomic number close element A (first element) and an element B (second element), the impurity element Q (third element) is substituted to the element A The composition n of the impurity element Q of the added compound Q n A xn B y (step S1) is determined.

元素Aと元素Bは、原子番号が近いので、両者の間でX線吸収の程度の違いを無視する。化合物Qnx-nyのX線分光法により得られる元素Aの特性X線強度と、元素Bの特性X線強度から、吸収補正無しで、上記式(1)及び式(2)を用い、元素Aと元素Bの組成比x−n:y(又は(x−n)/y)を求める(ステップS2)。 Since the element A and the element B have similar atomic numbers, the difference in the degree of X-ray absorption between them is ignored. Using the compound Q n A xn B characteristic X-ray intensity of the resulting element A by X-ray spectroscopy y, from the characteristic X-ray intensity of the element B, and no attenuation correction, the equation (1) and (2) Then, the composition ratio xn: y (or (xn) / y) of the element A and the element B is obtained (step S2).

即ち、上記式(1)より、元素Aの組成x−n(=CA)、元素Bの組成y(=CB)、化合物Qnx-nyのX線分光法により得られる元素Aの特性X線強度IA、及び元素Bの特性X線強度IBの間には、次式(4)の関係がある。 That is, from the formula (1), the composition of the element A xn (= C A), the composition y (= C B) of the element B, Compound Q n A xn B y element A obtained by the X-ray spectroscopy The characteristic X-ray intensity I A of the above and the characteristic X-ray intensity I B of the element B have the relationship of the following formula (4).

(x−n)/y=CA/CB=kAA/kBB ・・・(4)
上記式(2)の理論式から求められる元素AのkファクタkA及び元素BのkファクタkBと、X線分光法で得られる元素Aの特性X線強度IA及び元素Bの特性X線強度IBを用いて、式(4)より、化合物Qnx-nyの元素Aと元素B(母相)の組成比x−n:yが求められる。
(X−n) / y = C A / C B = k A I A / k B I B (4)
The k-factor k A of the element A and the k-factor k B of the element B obtained from the theoretical formula of the above formula (2), the characteristic X-ray intensity I A of the element A obtained by X-ray spectroscopy, and the characteristic X of the element B using the line intensities I B, from equation (4), the composition ratio of compound Q n a xn B y of the element a and the element B (mother phase) xn: y is determined.

不純物元素Qは、元素Aのサイトしか置換せず、元素Bのサイトを置換しないので、元素Bの組成y(atom%)は、不純物元素Qを含まない化学量論的化合物Axyの組成yから変わらず、既知の値である。従って、組成yの値と、上記のようにして求めた組成比x−n:yから、元素Aの組成x−n(atom%)が求められる(ステップS3)。 Impurity element Q is only allowed substitution sites of the elements A, does not replace the site element B, the composition y (atom%) of the element B does not contain an impurity element Q stoichiometric compound of A x B y It is a known value without changing from the composition y. Accordingly, the composition xn (atom%) of the element A is obtained from the value of the composition y and the composition ratio xn: y obtained as described above (step S3).

そして、化合物Qnx-nyについて、n+(x−n)+y=100atom%の関係、並びに、既知の元素Bの組成y(atom%)、及び、ステップS3で求めた元素Aの組成x−n(atom%)が用いられ、不純物元素Qの組成nが求められる(ステップS4)。即ち、組成の和である100から、ステップS3で求めた組成x−n、及び既知の組成yを差し引くことで、不純物元素Qの組成nが求められる。 Then, the compound Q n A xn B y, n + (xn) + y = 100atom% relationships, as well as the composition of the known element B y (atom%), and the composition x of the element A obtained in step S3 −n (atom%) is used to determine the composition n of the impurity element Q (step S4). That is, the composition n of the impurity element Q is obtained by subtracting the composition x−n obtained in step S3 and the known composition y from 100 which is the sum of the compositions.

或いは、不純物元素Qを含まない化学量論的化合物Axyにおける既知の元素Aの組成x(atom%)と、ステップS3で求めた元素Aの組成x−n(atom%)が用いられ、不純物元素Qの組成nが求められる(ステップS4)。即ち、既知の組成xから、ステップS3で求めた組成x−nを差し引くことで、不純物元素Qの組成nが求められる。 Alternatively, not contain an impurity element Q stoichiometric compound A x B y composition known element A in x (atom%), the composition x-n of the element A obtained in the step S3 (atom%) is used Then, the composition n of the impurity element Q is obtained (step S4). That is, the composition n of the impurity element Q is obtained by subtracting the composition x-n obtained in step S3 from the known composition x.

更に具体例を挙げて説明する。
一例として、ジンクブレンド構造の砒化ガリウム(GaAs)に、アルミニウム(Al)を添加した、AlxGa1-xAs化合物で説明する。
Furthermore, a specific example is given and demonstrated.
As an example, an Al x Ga 1-x As compound in which aluminum (Al) is added to gallium arsenide (GaAs) having a zinc blend structure will be described.

GaとAsは原子番号が近いので、X線吸収の程度の違いを無視する。X線分光法により得られるGaの特性X線強度とAsの特性X線強度から、吸収補正無しで、GaとAsの組成比CGa:CAsが求められる。Al原子はGaサイトしか置換せず、Asサイトを置換しないので、Asの組成CAsは50atom%である。GaとAsの組成比CGa:CAsから、Gaの組成CGaが求められる。更に、Alの組成CAlを含めたCAl+CGa+CAs=100atom%の関係から、Alの組成CAlが求められる。 Since Ga and As have similar atomic numbers, the difference in the degree of X-ray absorption is ignored. From the characteristic X-ray intensity of Ga and the characteristic X-ray intensity of As obtained by X-ray spectroscopy, the composition ratio C Ga : C As of Ga and As is obtained without absorption correction. Since the Al atom replaces only the Ga site and not the As site, the composition C As of As is 50 atom%. The Ga composition C Ga is determined from the Ga: As composition ratio C Ga : C As . Furthermore, the C Al + C Ga + C As = 100atom% of relationships, including the composition C Al of Al, composition C Al of Al is determined.

ここで、TEM−EDSを用い、AlxGa1-xAs化合物のAl組成を分析した例について述べる。
図4は組成分析結果の一例を示す図である。
Here, an example in which the Al composition of the Al x Ga 1-x As compound is analyzed using TEM-EDS will be described.
FIG. 4 is a diagram showing an example of the composition analysis result.

図4には、Al組成が12.8atom%のAlxGa1-xAs化合物試料から、TEM試料厚さが異なる複数種(ここでは4種)のTEM試料を作製し、TEM−EDSを用いて検出される各元素の特性X線の強度から、Al組成を求めた結果を示している。 In FIG. 4, a plurality of types (four types here) of TEM samples having different TEM sample thicknesses were prepared from an Al x Ga 1-x As compound sample having an Al composition of 12.8 atom%, and TEM-EDS was used. The results of obtaining the Al composition from the characteristic X-ray intensity of each element detected in this manner are shown.

図4のDに、上記のような本実施形態の手法に従ってAl組成を求めた結果を示している。
図4には比較のため、各元素の特性X線強度と、上記式(2)で得られるkファクタを用い、上記(1)により、Al組成を求めた結果(図4のE)を併せて示している。即ち、図4のEは、従来の吸収補正無しの手法でAl組成を求めた結果である。
FIG. 4D shows the result of obtaining the Al composition according to the method of the present embodiment as described above.
For comparison, FIG. 4 also shows the result (E in FIG. 4) of obtaining the Al composition according to (1) above using the characteristic X-ray intensity of each element and the k factor obtained by the above equation (2). It shows. That is, E in FIG. 4 is a result of obtaining the Al composition by a conventional method without absorption correction.

更に、図4には比較のため、各元素の特性X線強度を上記式(3)の吸収補正係数CFを用いて補正し、これと上記式(2)で得られるkファクタを用い、上記(1)により、Al組成を求めた結果(図4のF)を併せて示している。即ち、図4のFは、従来の吸収補正有りの手法でAl組成を求めた結果である。   Further, in FIG. 4, for comparison, the characteristic X-ray intensity of each element is corrected using the absorption correction coefficient CF of the above equation (3), and this and the k factor obtained by the above equation (2) are used. The result (F of FIG. 4) which calculated | required Al composition by (1) is shown collectively. That is, F in FIG. 4 is a result of obtaining the Al composition by a conventional technique with absorption correction.

図4のD〜Fのうち、図4のDに示した本実施形態の手法(図3)によるAl組成値が、いずれのTEM試料厚さにおいても、最も真のAl組成値(12.8atom%)に近くなっている。   4A to 4F, the Al composition value according to the method of the present embodiment shown in FIG. 4D (FIG. 3) is the most true Al composition value (12.8 atoms) at any TEM sample thickness. %).

図4のEに示した吸収補正無しの手法では、Al組成値が、いずれのTEM試料厚さにおいても、真のAl組成値(12.8atom%)から比較的大きく乖離し、TEM試料厚さが厚くなるほど、その乖離が大きくなる。吸収補正を行っていないため、TEM試料のX線吸収がAl組成値に影響を及ぼし、しかもTEM試料厚さが厚くなるほどX線吸収がAl組成値に及ぼす影響が大きくなっていると言える。   In the method without absorption correction shown in E of FIG. 4, the Al composition value deviates relatively greatly from the true Al composition value (12.8 atom%) at any TEM sample thickness, and the TEM sample thickness The greater the thickness, the greater the discrepancy. Since the absorption correction is not performed, it can be said that the X-ray absorption of the TEM sample affects the Al composition value, and that the influence of the X-ray absorption on the Al composition value increases as the TEM sample thickness increases.

一方、図4のFに示した吸収補正有りの手法では、吸収補正により、TEM試料のX線吸収がAl組成値に及ぼす影響が抑えられ、図4のEに示した吸収補正無しの手法に比べ、Al組成値の、真のAl組成値(12.8atom%)からの乖離が小さくなる。Al組成値の、TEM試料厚さ依存性も、吸収補正無しの手法に比べて改善される。しかし、本実施形態の手法(図4のD)に比べると、真のAl組成値からは乖離している。吸収補正係数CFの誤差(質量吸収係数、TEM試料の密度、厚さ等の誤差)がAl組成値に影響していることが一因と考えられる。   On the other hand, in the method with absorption correction shown in F of FIG. 4, the influence of the X-ray absorption of the TEM sample on the Al composition value is suppressed by the absorption correction, and the method without absorption correction shown in E of FIG. In comparison, the deviation of the Al composition value from the true Al composition value (12.8 atom%) is reduced. The dependency of the Al composition value on the TEM sample thickness is also improved as compared with the method without absorption correction. However, compared with the method of the present embodiment (D in FIG. 4), there is a deviation from the true Al composition value. It is considered that an error in the absorption correction coefficient CF (an error in the mass absorption coefficient, the density of the TEM sample, the thickness, etc.) affects the Al composition value.

このように、本実施形態の手法によれば、化学量論的化合物に不純物元素を添加した化合物の、その不純物元素の組成を、精度良く分析することができる。本実施形態の手法では、不純物元素の組成へのTEM試料厚さの影響を抑えることができるため、従来のようにTEM試料を可能な限り薄くする必要が無くなる。   Thus, according to the method of the present embodiment, the composition of the impurity element of the compound obtained by adding the impurity element to the stoichiometric compound can be analyzed with high accuracy. In the method of this embodiment, since the influence of the TEM sample thickness on the composition of the impurity element can be suppressed, it is not necessary to make the TEM sample as thin as possible as in the prior art.

ここで、本実施形態の手法は、X線吸収の程度の違いが無視できる程度に原子番号或いは特性X線エネルギーが近い元素を含む化学量論的化合物に適用される。
化合物の質量吸収係数は、化合物の各元素の質量吸収係数を用いて重量比の平均で表される。質量吸収係数は、X線のエネルギーに対して急激に変化する。よって、原子番号が大きく異なる元素では、それらから発生する特性X線のエネルギー差が大きいので、質量吸収係数の差も大きくなる。一方、原子番号が近い元素では、それらから発生する特性X線のエネルギー差が小さいので、質量吸収係数の差も小さくなる。
Here, the technique of the present embodiment is applied to a stoichiometric compound containing an element having an atomic number or characteristic X-ray energy that is close enough to ignore the difference in the degree of X-ray absorption.
The mass absorption coefficient of a compound is represented by the average of the weight ratio using the mass absorption coefficient of each element of the compound. The mass absorption coefficient changes rapidly with respect to the energy of X-rays. Therefore, in the elements having greatly different atomic numbers, the difference in energy of characteristic X-rays generated from them is large, so that the difference in mass absorption coefficient is also large. On the other hand, elements with similar atomic numbers have a small energy difference between characteristic X-rays generated from them, so that a difference in mass absorption coefficient is also small.

本実施形態の手法では、X線吸収が無視できる程度に原子番号或いは特性X線エネルギーが近い元素を含む化学量論的化合物を対象とする。原子番号が近い元素とは、例えば、互いの原子番号の差が4以下の元素である。原子番号が近ければ、特性X線のエネルギー差が小さく、質量吸収係数の差が小さくなり、吸収補正係数CFの差も小さくなって、X線吸収の程度の違いが無視できるようになる。元素同士の吸収補正係数CFの差が1%以下となる時の質量吸収係数の比は4以下である。元素同士の質量吸収係数の比が4を上回ると、X線吸収により、不純物元素の組成が真値から1%程度の範囲でずれて評価される。X線吸収の程度の違いを無視し、不純物元素の組成を精度良く分析するため、本実施形態の手法では、質量吸収係数の比が4以下となるような組み合わせの元素を含む化学量論的化合物、そのような組み合わせの元素を母相に含む化合物を、対象にすることが望ましい。   The method of the present embodiment targets a stoichiometric compound containing an element having an atomic number or characteristic X-ray energy close enough to neglect X-ray absorption. An element having a close atomic number is, for example, an element having a difference in atomic number of 4 or less. If the atomic numbers are close, the difference in the characteristic X-ray energy is small, the difference in the mass absorption coefficient is small, the difference in the absorption correction coefficient CF is also small, and the difference in the degree of X-ray absorption can be ignored. The ratio of mass absorption coefficients when the difference in absorption correction coefficient CF between elements is 1% or less is 4 or less. If the ratio of the mass absorption coefficient between the elements exceeds 4, the composition of the impurity element is evaluated by deviating from the true value within a range of about 1% due to X-ray absorption. In order to ignore the difference in the degree of X-ray absorption and analyze the composition of the impurity element with high accuracy, the method of this embodiment includes a stoichiometrical element including a combination of elements whose mass absorption coefficient ratio is 4 or less. It is desirable to target compounds and compounds containing such combinations of elements in the parent phase.

本実施形態の手法を適用する対象となる化学量論的化合物として、GaAsと同じジンクブレンド構造のアンチモン化インジウム(InSb)、テルル化カドミウム(CdTe)、窒化ホウ素(BN)、セレン化亜鉛(ZnSe)、リン化アルミニウム(AlP)がある。このほか、規則合金の鉄ニッケル合金(FeNi)、コバルトマンガン合金(CoMn)がある。また、塩化ナトリウム(NaCl(岩塩))構造のフッ化ナトリウム(NaF)、塩化カリウム(KCl)、臭化ルビジウム(RbBr)や、塩化セシウム(CsCl)構造のヨウ化セシウム(CsI)がある。   As the stoichiometric compound to which the technique of the present embodiment is applied, indium antimonide (InSb), cadmium telluride (CdTe), boron nitride (BN), zinc selenide (ZnSe) having the same zinc blend structure as GaAs. ), And aluminum phosphide (AlP). In addition, there are ordered nickel-iron alloys (FeNi) and cobalt-manganese alloys (CoMn). Further, there are sodium fluoride (NaF), potassium chloride (KCl), rubidium bromide (RbBr) having a sodium chloride (NaCl (rock salt)) structure, and cesium iodide (CsI) having a cesium chloride (CsCl) structure.

尚、不純物元素の組成について要求される分析(評価)精度に基づき、本実施形態の手法を適用する対象の化学量論的化合物を選択してもよい。要求される不純物元素の組成分析精度が1%であるような場合には、例えば、上記のように質量吸収係数の比が4以下となるような組み合わせの元素を含む化学量論的化合物を対象にする。要求される不純物元素の組成分析精度が5%,10%といったように、1%を上回るような場合には、要求される組成分析精度に応じ、質量吸収係数の比が4を上回るような組み合わせの元素を含む化学量論的化合物を対象にすることもできる。   Note that the stoichiometric compound to which the technique of the present embodiment is applied may be selected based on the analysis (evaluation) accuracy required for the composition of the impurity element. When the required compositional analysis accuracy of the impurity element is 1%, for example, a stoichiometric compound including a combination of elements having a mass absorption coefficient ratio of 4 or less as described above is targeted. To. When the composition analysis accuracy of the required impurity element exceeds 1%, such as 5% or 10%, the combination of the mass absorption coefficient ratio exceeds 4 according to the required composition analysis accuracy Stoichiometric compounds containing these elements can also be targeted.

また、以上の説明では、2種の元素を含む2元系の化学量論的化合物(それに不純物元素を添加した化合物)を対象にする場合を例示したが、3種の元素を含む3元系の化学量論的化合物(それに不純物元素を添加した化合物)を対象にすることもできる。   In the above description, a case where a binary stoichiometric compound containing two elements (a compound added with an impurity element) is exemplified, but a ternary system containing three elements is used. It is also possible to target a stoichiometric compound (compound with an impurity element added thereto).

ここでは、原子番号が近い元素Aと元素Bと、更に元素Cを含む化学量論的化合物Axyzに、不純物元素Qが、元素Aに置換して添加されている化合物Qnx-nyz(ステップS1)の、その不純物元素Qの組成nを求める。 Here, the compound Q n in which the impurity element Q is added to the stoichiometric compound A x B y C z containing the elements A and B having similar atomic numbers and the element C in place of the element A is added. a xn B y C z of (step S1), the determine the composition n the impurity element Q.

元素Aと元素Bは、原子番号が近いので、両者の間でX線吸収の程度の違いを無視する。化合物Qnx-nyzのX線分光法により得られる元素Aの特性X線強度と、元素Bの特性X線強度から、吸収補正無しで、上記式(1)及び式(2)を用い、元素Aと元素Bの組成比x−n:y(又は(x−n)/y)を求める(ステップS2)。 Since the element A and the element B have similar atomic numbers, the difference in the degree of X-ray absorption between them is ignored. From the characteristic X-ray intensity of element A and the characteristic X-ray intensity of element B obtained by X-ray spectroscopy of compound Q n A xn B y C z , the above formulas (1) and (2) can be obtained without absorption correction. Is used to determine the composition ratio xn: y (or (xn) / y) between the element A and the element B (step S2).

即ち、上記式(1)より、元素Aの組成x−n(=CA)、元素Bの組成y(=CB)、化合物Qnx-nyzのX線分光法により得られる元素Aの特性X線強度IA、及び元素Bの特性X線強度IBの間には、上記式(4)の関係がある。 That is, from the above formula (1), it is obtained by X-ray spectroscopy of element A composition xn (= C A ), element B composition y (= C B ), and compound Q n A xn B y C z. The characteristic X-ray intensity I A of the element A and the characteristic X-ray intensity I B of the element B have the relationship of the above formula (4).

上記式(2)の理論式から求められる元素AのkファクタkA及び元素BのkファクタkBと、X線分光法で得られる元素Aの特性X線強度IA及び元素Bの特性X線強度IBを用いて、上記式(4)より、化合物Qnx-nyzの元素Aと元素Bの組成比x−n:yが求められる。 The k-factor k A of the element A and the k-factor k B of the element B obtained from the theoretical formula of the above formula (2), the characteristic X-ray intensity I A of the element A obtained by X-ray spectroscopy, and the characteristic X of the element B using the line intensities I B, from the formula (4), compound Q n a xn B y C composition ratio of the element a and element B of z xn: y is determined.

不純物元素Qは、元素Aのサイトしか置換せず、元素B及び元素Cのサイトを置換しないので、元素Bの組成y(atom%)及び元素Cの組成z(atom%)はそれぞれ、不純物元素Qを含まない化学量論的化合物Axyzの組成y及び組成zで、既知である。従って、組成yの値と、上記のようにして求めた組成比x−n:yから、元素Aの組成x−n(atom%)が求められる(ステップS3)。 Since the impurity element Q replaces only the site of the element A and does not replace the sites of the element B and the element C, the composition y of the element B and the composition z (atom%) of the element C are the impurity elements, respectively. stoichiometric compound contains no Q at a x B y C z of composition y and composition z, it is known. Accordingly, the composition xn (atom%) of the element A is obtained from the value of the composition y and the composition ratio xn: y obtained as described above (step S3).

そして、化合物Qnx-nyzについて、n+(x−n)+y+z=100atom%の関係、並びに、元素Bの組成y(atom%)、元素Cの組成z(atom%)、及び、求めた元素Aの組成x−n(atom%)が用いられ、不純物元素Qの組成nが求められる(ステップS4)。即ち、組成の和である100から、ステップS3で求めた組成x−n、既知の組成y、及び既知の組成zを差し引くことで、不純物元素Qの組成nが求められる。元素Cの既知の組成zを予め差し引いた100−zから、ステップS3で求めた組成x−n、及び既知の組成yを差し引き、不純物元素Qの組成nを求めてもよい。 For the compound Q n A xn B y C z , the relationship of n + (x−n) + y + z = 100 atom%, the composition y of the element B (atom%), the composition z of the element C (atom%), and The obtained composition x-n (atom%) of the element A is used, and the composition n of the impurity element Q is obtained (step S4). That is, the composition n of the impurity element Q is obtained by subtracting the composition xn obtained in step S3, the known composition y, and the known composition z from 100 which is the sum of the compositions. The composition n of the impurity element Q may be obtained by subtracting the composition xn obtained in step S3 and the known composition y from 100-z obtained by subtracting the known composition z of the element C in advance.

或いは、不純物元素Qを含まない化学量論的化合物Axyzにおける既知の元素Aの組成x(atom%)と、ステップS3で求めた元素Aの組成x−n(atom%)が用いられ、不純物元素Qの組成nが求められる(ステップS4)。即ち、既知の組成xから、ステップS3で求めた組成x−nを差し引くことで、不純物元素Qの組成nが求められる。 Alternatively, the composition x (atom%) of the known element A in the stoichiometric compound A x B y C z not including the impurity element Q and the composition xn (atom%) of the element A determined in step S3 are obtained. The composition n of the impurity element Q is obtained (step S4). That is, the composition n of the impurity element Q is obtained by subtracting the composition x-n obtained in step S3 from the known composition x.

更に具体例を挙げて説明する。
一例として、ペロブスカイト構造のチタン酸カルシウム(CaTiO3)の、Caサイトを置換する不純物元素Qを添加した、QnCa1-xTiO3化合物で説明する。
Furthermore, a specific example is given and demonstrated.
As an example, a Q n Ca 1-x TiO 3 compound of calcium titanate (CaTiO 3 ) having a perovskite structure, to which an impurity element Q that replaces the Ca site is added, will be described.

CaとTiは原子番号が近いので、X線吸収の程度の違いを無視する。X線分光法により得られるCaの特性X線強度とTiの特性X線強度から、吸収補正無しで、CaとTiの組成比CGa:CAsが求められる。Q原子はCaサイトしか置換せず、Tiサイト及びOサイトを置換しないので、Tiの組成CTiは20atom%、Oの組成COは60atom%である。CaとTiの組成比CCa:CTiから、Caの組成CCaが求められる。更に、Qの組成CQを含めたCQ+CCa+CTi+CO=100atom%の関係から、Qの組成CQが求められる。 Since Ca and Ti have similar atomic numbers, the difference in the degree of X-ray absorption is ignored. From the characteristic X-ray intensity of Ca and the characteristic X-ray intensity of Ti obtained by X-ray spectroscopy, the composition ratio C Ga : C As of Ca and Ti is obtained without absorption correction. Since the Q atom replaces only the Ca site and does not replace the Ti site and the O site, the Ti composition C Ti is 20 atom%, and the O composition CO is 60 atom%. From the composition ratio C Ca : C Ti of Ca and Ti, the composition C Ca of Ca is obtained. Further, the composition C Q of Q is obtained from the relationship of C Q + C Ca + C Ti + C O = 100 atom% including the composition C Q of Q.

本実施形態の手法(図3)は、このような3元系の化学量論的化合物にも適用可能であり、これに添加される不純物元素の組成を、精度良く分析することができる。
本実施形態の手法は、3元系の化学量論的化合物を対象とする場合も、上記同様、X線吸収の程度の違いが無視できる程度に原子番号或いは特性X線エネルギーが近い組み合わせの元素を含む化学量論的化合物に適用される。X線吸収の程度の違いを無視し、不純物元素の組成を精度良く分析するため、原子番号の差が4以下、或いは質量吸収係数の比が4以下となるような組み合わせの元素を含む化学量論的化合物を対象にすることが望ましい。
The method of this embodiment (FIG. 3) can also be applied to such a ternary stoichiometric compound, and the composition of the impurity element added thereto can be analyzed with high accuracy.
In the method of this embodiment, even in the case of targeting a ternary stoichiometric compound, as described above, an element having a combination of atomic numbers or characteristic X-ray energies that are close enough to neglect the difference in the degree of X-ray absorption. Applies to stoichiometric compounds containing In order to ignore the difference in the degree of X-ray absorption and analyze the composition of the impurity element with high accuracy, the stoichiometry includes a combination of elements in which the atomic number difference is 4 or less or the mass absorption coefficient ratio is 4 or less. It is desirable to target theoretical compounds.

本実施形態の手法が適用可能な3元系の化学量論的化合物としては、CaTiO3のほか、同じペロブスカイト構造のセリウム酸バリウム(BaCeO3)、ジルコン酸ストロンチウム(SrZrO3)、スピネル構造のアルミン酸マグネシウム(MgAl24)がある。 Ternary stoichiometric compounds to which the method of this embodiment can be applied include CaTiO 3 , barium cerate (BaCeO 3 ) having the same perovskite structure, strontium zirconate (SrZrO 3 ), and alumine having a spinel structure. There is magnesium acid (MgAl 2 O 4 ).

これまで述べてきた化学量論的化合物は、化学量論的化合物に含まれる2種の元素の原子番号が近いことで、それらの特性X線のうち、K線同士或いはL線同士のエネルギーが近くなる。例えば、GaAsの場合、GaのKα線のエネルギーは9.241keV、AsのKα線のエネルギーは10.530keVである。以上の説明では、このようにK線同士、或いはL線同士のエネルギーが近いことを利用して、X線吸収の影響を回避し、添加される不純物元素の組成を精度良く求める手法を例示した。   The stoichiometric compounds that have been described so far have close atomic numbers of the two elements contained in the stoichiometric compound, and among these characteristic X-rays, the energy between the K-lines or between the L-lines is high. Get closer. For example, in the case of GaAs, the energy of Ga Kα ray is 9.241 keV, and the energy of As Kα ray is 10.530 keV. In the above description, the method of obtaining the composition of the impurity element to be added accurately by avoiding the influence of X-ray absorption by utilizing the fact that the energy of K lines or L lines is close as described above. .

このほか、本実施形態の手法(図3)は、一方の元素のK線と、もう一方の元素のL線とのエネルギーが近い組み合わせの元素を含む化学量論的化合物にも、適用可能である。このような化学量論的化合物の例として、ジンクブレンド構造の砒化アルミニウム(AlAs)、ルチル構造のフッ化コバルト(CoF2)、ペロブスカイト構造のチタン酸バリウム(BaTiO3)がある。AlAsでは、AlのKα線のエネルギーが1.486keV、AsのLα線のエネルギーが1.282keVである。CoF2では、CoのLα線のエネルギーが0.776keV、FのKα線のエネルギーが0.677keVである。BaTiO3では、BaのLα線のエネルギーが4.465keV、TiのKα線のエネルギーが4.508keVである。このようなK線とL線とのエネルギーが近い組み合わせの元素を含む化学量論的化合物についても、本実施形態の手法を適用することができる。 In addition, the method of the present embodiment (FIG. 3) can also be applied to a stoichiometric compound containing a combination of elements having similar energy between the K line of one element and the L line of the other element. is there. Examples of such stoichiometric compounds include zinc blend structure aluminum arsenide (AlAs), rutile structure cobalt fluoride (CoF 2 ), and perovskite structure barium titanate (BaTiO 3 ). In AlAs, the energy of Al Kα ray is 1.486 keV, and the energy of As α α ray is 1.282 keV. In CoF 2 , the energy of the Co Lα ray is 0.776 keV, and the energy of the F Kα ray is 0.677 keV. In BaTiO 3 , the energy of Ba Lα ray is 4.465 keV, and the energy of Ti Kα ray is 4.508 keV. The technique of the present embodiment can also be applied to a stoichiometric compound containing a combination of elements having similar energy of K-line and L-line.

以上の説明では、TEM−EDSを用い、試料の化合物に電子線を照射し、電子線が照射された化合物から放射される特性X線を検出する場合を例にした。このほか、特性X線の検出には、EDS検出器のほか、波長分散型X線分光(Wavelength Dispersive x-ray Spectroscopy;WDS)検出器を用いることもできる。また、化合物から特性X線を放出させる装置には、TEMのほか、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope;SEM)、蛍光X線分析装置(X-Ray Fluorescence spectrometer;XRF)、電子線マイクロアナライザ(Electron Probe MicroAnalyzer;EPMA)等を用いることもできる。   In the above description, TEM-EDS is used as an example in which a sample compound is irradiated with an electron beam and characteristic X-rays emitted from the compound irradiated with the electron beam are detected. In addition to the EDS detector, a wavelength dispersive x-ray spectroscopy (WDS) detector can also be used for detecting characteristic X-rays. In addition to TEM, devices that emit characteristic X-rays from compounds include a scanning electron microscope (SEM), an X-ray fluorescence spectrometer (XRF), an electron microanalyzer ( Electron Probe MicroAnalyzer (EPMA) can also be used.

以上説明した、本実施形態の手法は、例えば、次の図5に示すような構成を有する組成分析装置100を用いて実施することができる。
図5は組成分析装置の一例を示す図である。
The method of the present embodiment described above can be implemented using, for example, the composition analyzer 100 having a configuration as shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a composition analyzer.

図5に示す組成分析装置100は、照射部110、検出部120及び組成分析処理部130を備える。
照射部110は、分析対象の化合物の試料101に電子線又はX線102を照射する。照射部110には、TEMやSEM等の装置が用いられる。試料101には、原子番号或いは特性X線エネルギーが近い元素Aと元素Bを含む化学量論的化合物(少なくとも一部にAxyの構造を含む)の、一方の元素Aの一部が不純物元素Qで置換された化合物(少なくとも一部にQnx-nyの構造を含む)が用いられる。
5 includes an irradiation unit 110, a detection unit 120, and a composition analysis processing unit 130.
The irradiation unit 110 irradiates the sample 101 of the compound to be analyzed with an electron beam or X-ray 102. For the irradiation unit 110, a device such as a TEM or SEM is used. The sample 101, the stoichiometric compound atomic number or the characteristic X-ray energy includes close element A and the element B (including the structure of the A x B y at least in part), part of one of the elements A compounds substituted with an impurity element Q (including the structure of the Q n a xn B y at least a portion) is used.

検出部120は、照射部110によって電子線又はX線102が照射された試料101から放射される元素A及び元素Bの特性X線103を検出する。検出部120には、EDS検出器やWDS検出器等が用いられる。   The detection unit 120 detects the characteristic X-ray 103 of the element A and the element B emitted from the sample 101 irradiated with the electron beam or the X-ray 102 by the irradiation unit 110. As the detection unit 120, an EDS detector, a WDS detector, or the like is used.

組成分析処理部130は、第1処理部131、第2処理部132及び第3処理部133を有している。組成分析処理部130は更に、取得部134及びデータベース(DB)135を有している。   The composition analysis processing unit 130 includes a first processing unit 131, a second processing unit 132, and a third processing unit 133. The composition analysis processing unit 130 further includes an acquisition unit 134 and a database (DB) 135.

取得部134は、不純物元素Qを含まない化学量論的化合物の構造(組成の一般式)、及び不純物元素Qを含む試料101の化合物の構造(組成の一般式)を示す情報(構造情報)を取得する。この構造情報は、例えば、オペレータによって組成分析処理部130に入力され、入力された情報を、取得部134が取得する。   The acquisition unit 134 includes information (structure information) indicating the structure of the stoichiometric compound not containing the impurity element Q (general formula of composition) and the structure of the compound of the sample 101 containing the impurity element Q (general formula of composition). To get. This structural information is input to the composition analysis processing unit 130 by an operator, for example, and the acquisition unit 134 acquires the input information.

DB135には、上記式(2)の理論式を用いた元素A及び元素BのkファクタkA及びkBの算出に用いられる各種パラメータの情報が記憶される。
第1処理部131は、検出部120によって検出される元素Aの特性X線強度IAと、元素Bの特性X線強度IBから、上記式(1)及び式(2)を用い、特性X線の吸収補正無しで、不純物元素Qを含む化合物中の元素Aと元素Bの組成比(x−n)/yを求める。即ち、第1処理部131は、上記図3のステップS2で述べたような処理を実行する。
The DB 135 stores information on various parameters used for calculating the k factors k A and k B of the element A and the element B using the theoretical formula of the above formula (2).
The first processing unit 131 uses the above formula (1) and formula (2) from the characteristic X-ray intensity I A of the element A and the characteristic X-ray intensity I B of the element B detected by the detection unit 120, The composition ratio (xn) / y of the element A and the element B in the compound containing the impurity element Q is obtained without correcting the X-ray absorption. That is, the first processing unit 131 executes the process described in step S2 of FIG.

第1処理部131は、元素A及び元素Bについて、DB135に記憶された各種パラメータ、並びに、検出部120で検出された特性X線強度IA及びIB等を用いて、上記式(2)から、kファクタkA及びkBを算出する。第1処理部131は更に、検出部120で検出された元素A及び元素Bの特性X線強度IA及びIB、算出したkファクタkA及びkBを用いて、上記式(1)より得られる上記式(4)の関係式から、元素A及び元素Bの組成比(x−n)/yを算出する。 For the element A and the element B, the first processing unit 131 uses the various parameters stored in the DB 135 and the characteristic X-ray intensities I A and I B detected by the detection unit 120, and the above equation (2). From the above, k factors k A and k B are calculated. The first processing unit 131 further uses the characteristic X-ray intensities I A and I B of the element A and element B detected by the detection unit 120 and the calculated k factors k A and k B from the above equation (1). The composition ratio (xn) / y of the element A and the element B is calculated from the obtained relational expression of the above expression (4).

第2処理部132は、第1処理部131によって求められた元素Aと元素Bの組成比(x−n)/yと、化合物中の元素Bの組成yとを用いて、化合物中の元素Aの組成x−nを求める。即ち、第2処理部132は、上記図3のステップS3で述べたような処理を実行する。   The second processing unit 132 uses the composition ratio (xn) / y of the element A and the element B obtained by the first processing unit 131 and the composition y of the element B in the compound to determine the element in the compound. The composition x-n of A is obtained. That is, the second processing unit 132 performs the process described in step S3 of FIG.

第2処理部132での処理には、不純物元素Qが化学量論的化合物の元素Aのサイトのみを占有し、元素Bの組成が不純物元素Qの添加前の化学量論的化合物と同じで既知であることが利用される。第2処理部132は、取得部134で取得された、不純物元素Qを含まない化学量論的化合物或いは不純物元素Qを含む化合物の構造情報から、元素Bの組成y(atom%)を抽出する。第2処理部132は、その抽出した元素Bの組成y(atom%)と、第1処理部131で算出された元素Aと元素Bの組成比(x−n)/yとを用い、化合物中の元素Aの組成x−n(atom%)を算出する。   In the processing in the second processing unit 132, the impurity element Q occupies only the site of the element A of the stoichiometric compound, and the composition of the element B is the same as the stoichiometric compound before the addition of the impurity element Q. What is known is used. The second processing unit 132 extracts the composition y (atom%) of the element B from the structural information of the stoichiometric compound not including the impurity element Q or the compound including the impurity element Q acquired by the acquisition unit 134. . The second processing unit 132 uses the extracted composition B (element%) of the element B and the composition ratio (xn) / y of the element A and the element B calculated by the first processing unit 131 to form a compound. The composition xn (atom%) of the element A in the inside is calculated.

第3処理部133は、既知の元素Bの組成y(atom%)と、第2処理部132によって求められた元素Aの組成x−n(atom%)を用いて、化合物中の不純物元素Qの組成nを求める。即ち、第3処理部133は、上記図3のステップS4で述べたような処理を実行する。   The third processing unit 133 uses the composition y (atom%) of the known element B and the composition x-n (atom%) of the element A obtained by the second processing unit 132 to use the impurity element Q in the compound. The composition n is determined. That is, the third processing unit 133 executes the process described in step S4 of FIG.

第3処理部133は、例えば、化合物中の元素(不純物元素Qを含む)の組成の和を100(atom%)とし、元素Aの組成x−n(atom%)と元素Bの組成y(atom%)を用いて、不純物元素Qの組成n(atom%)を算出する。或いは、不純物元素Qを含まない化学量論的化合物における既知の元素Aの組成x(atom%)と、第2処理部132で算出される元素Aの組成x−n(atom%)を用いて、不純物元素Qの組成nを算出する。   For example, the third processing unit 133 sets the sum of the compositions of the elements (including the impurity element Q) in the compound to 100 (atom%), and the composition xn (atom%) of the element A and the composition y of the element B ( atom%) is used to calculate the composition n (atom%) of the impurity element Q. Alternatively, the composition x (atom%) of the known element A in the stoichiometric compound not including the impurity element Q and the composition xn (atom%) of the element A calculated by the second processing unit 132 are used. Then, the composition n of the impurity element Q is calculated.

尚、ここでは図示を省略するが、組成分析装置100は、算出した不純物元素Qの組成n等の情報を記憶する記憶部、そのような情報を出力する表示装置等の出力部を更に備えてもよい。   Although not shown here, the composition analyzer 100 further includes a storage unit that stores information such as the calculated composition n of the impurity element Q, and an output unit such as a display device that outputs such information. Also good.

上記のような組成分析装置100により、所定の化合物に含まれる不純物元素の組成を、精度良く求めることができる。
尚、組成分析装置100の処理機能は、コンピュータを用いて実現することができる。
With the composition analyzer 100 as described above, the composition of the impurity element contained in the predetermined compound can be obtained with high accuracy.
The processing function of the composition analyzer 100 can be realized using a computer.

図6はコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ200は、プロセッサ201によって全体が制御される。プロセッサ201には、バス209を介してRAM(Random Access Memory)202と複数の周辺機器が接続される。プロセッサ201は、マルチプロセッサであってもよい。プロセッサ201は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、又はPLD(Programmable Logic Device)である。また、プロセッサ201は、CPU、MPU、DSP、ASIC、PLDのうち、2種以上の要素の組み合わせであってもよい。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a computer.
The computer 200 is entirely controlled by the processor 201. A RAM (Random Access Memory) 202 and a plurality of peripheral devices are connected to the processor 201 via a bus 209. The processor 201 may be a multiprocessor. The processor 201 is, for example, a central processing unit (CPU), a micro processing unit (MPU), a digital signal processor (DSP), an application specific integrated circuit (ASIC), or a programmable logic device (PLD). The processor 201 may be a combination of two or more elements among CPU, MPU, DSP, ASIC, and PLD.

RAM202は、コンピュータ200の主記憶装置として使用される。RAM202には、プロセッサ201に実行させるOS(Operating System)のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一時的に格納される。また、RAM202には、プロセッサ201による処理に必要な各種データが格納される。   The RAM 202 is used as a main storage device of the computer 200. The RAM 202 temporarily stores at least part of an OS (Operating System) program and application programs to be executed by the processor 201. The RAM 202 stores various data necessary for processing by the processor 201.

バス209に接続されている周辺機器としては、HDD(Hard Disk Drive)203、グラフィック処理装置204、入力インタフェース205、光学ドライブ装置206、機器接続インタフェース207及びネットワークインタフェース208がある。   Peripheral devices connected to the bus 209 include an HDD (Hard Disk Drive) 203, a graphic processing device 204, an input interface 205, an optical drive device 206, a device connection interface 207, and a network interface 208.

HDD203は、内蔵したディスクに対して、磁気的にデータの書き込み及び読み出しを行う。HDD203は、コンピュータ200の補助記憶装置として使用される。HDD203には、OSのプログラム、アプリケーションプログラム、及び各種データが格納される。尚、補助記憶装置としては、フラッシュメモリ等の半導体記憶装置を使用することもできる。   The HDD 203 magnetically writes data to and reads data from a built-in disk. The HDD 203 is used as an auxiliary storage device for the computer 200. The HDD 203 stores an OS program, application programs, and various data. A semiconductor storage device such as a flash memory can be used as the auxiliary storage device.

グラフィック処理装置204には、モニタ211が接続される。グラフィック処理装置204は、プロセッサ201からの命令に従って、画像をモニタ211の画面に表示させる。モニタ211としては、CRT(Cathode Ray Tube)を用いた表示装置や液晶表示装置等がある。   A monitor 211 is connected to the graphic processing device 204. The graphic processing device 204 displays an image on the screen of the monitor 211 in accordance with an instruction from the processor 201. Examples of the monitor 211 include a display device using a CRT (Cathode Ray Tube) and a liquid crystal display device.

入力インタフェース205には、キーボード212とマウス213とが接続される。入力インタフェース205は、キーボード212やマウス213から送られてくる信号をプロセッサ201に送信する。尚、マウス213は、ポインティングデバイスの一例であり、他のポインティングデバイスを使用することもできる。他のポインティングデバイスとしては、タッチパネル、タブレット、タッチパッド、トラックボール等がある。   A keyboard 212 and a mouse 213 are connected to the input interface 205. The input interface 205 transmits a signal transmitted from the keyboard 212 or the mouse 213 to the processor 201. The mouse 213 is an example of a pointing device, and other pointing devices can be used. Examples of other pointing devices include a touch panel, a tablet, a touch pad, and a trackball.

光学ドライブ装置206は、レーザ光等を利用して、光ディスク214に記録されたデータの読み取りを行う。光ディスク214は、光の反射によって読み取り可能なようにデータが記録された可搬型の記録媒体である。光ディスク214には、DVD(Digital Versatile Disc)、DVD−RAM、CD−ROM(Compact Disc Read Only Memory)、CD−R(Recordable)/RW(ReWritable)等がある。   The optical drive device 206 reads data recorded on the optical disc 214 using laser light or the like. The optical disk 214 is a portable recording medium on which data is recorded so that it can be read by reflection of light. The optical disk 214 includes a DVD (Digital Versatile Disc), a DVD-RAM, a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), a CD-R (Recordable) / RW (ReWritable), and the like.

機器接続インタフェース207は、コンピュータ200に周辺機器を接続するための通信インタフェースである。例えば機器接続インタフェース207には、メモリ装置215やメモリリーダライタ216を接続することができる。メモリ装置215は、機器接続インタフェース207との通信機能を搭載した記録媒体である。メモリリーダライタ216は、メモリカード217へのデータの書き込み、又はメモリカード217からのデータの読み出しを行う装置である。メモリカード217は、カード型の記録媒体である。   The device connection interface 207 is a communication interface for connecting peripheral devices to the computer 200. For example, the device connection interface 207 can be connected to the memory device 215 or the memory reader / writer 216. The memory device 215 is a recording medium equipped with a communication function with the device connection interface 207. The memory reader / writer 216 is a device that writes data to the memory card 217 or reads data from the memory card 217. The memory card 217 is a card type recording medium.

ネットワークインタフェース208は、ネットワーク210に接続されている。ネットワークインタフェース208は、ネットワーク210を介して、他のコンピュータ又は通信機器との間でデータの送受信を行う。   The network interface 208 is connected to the network 210. The network interface 208 transmits and receives data to and from other computers or communication devices via the network 210.

以上のようなハードウェア構成によって、組成分析装置100の処理機能を実現することができる。
コンピュータ200は、例えばコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムを実行することにより、組成分析装置100の処理機能を実現する。コンピュータ200に実行させる処理内容を記述したプログラムは、様々な記録媒体に記録しておくことができる。例えば、コンピュータ200に実行させるプログラムをHDD203に格納しておくことができる。プロセッサ201は、HDD203内のプログラムの少なくとも一部をRAM202にロードし、プログラムを実行する。また、コンピュータ200に実行させるプログラムを、光ディスク214、メモリ装置215、メモリカード217等の可搬型記録媒体に記録しておくこともできる。可搬型記録媒体に格納されたプログラムは、例えば、プロセッサ201からの制御により、HDD203にインストールされた後、実行可能となる。また、プロセッサ201が、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み出して実行することもできる。
With the hardware configuration described above, the processing function of the composition analyzer 100 can be realized.
The computer 200 implements the processing function of the composition analyzer 100 by executing a program recorded on a computer-readable recording medium, for example. A program describing the processing contents to be executed by the computer 200 can be recorded in various recording media. For example, a program to be executed by the computer 200 can be stored in the HDD 203. The processor 201 loads at least a part of the program in the HDD 203 into the RAM 202 and executes the program. A program to be executed by the computer 200 can also be recorded on a portable recording medium such as the optical disc 214, the memory device 215, and the memory card 217. The program stored in the portable recording medium becomes executable after being installed in the HDD 203 under the control of the processor 201, for example. The processor 201 can also read and execute a program directly from a portable recording medium.

以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1) 化学量論的化合物の第1元素と第2元素のうち前記第1元素の一部が第3元素で置換された化合物の、前記第1元素と前記第2元素の組成比を、X線分光法を用いて求める工程と、
前記組成比と、前記化合物中の前記第2元素の組成とを用いて、前記化合物中の前記第1元素の組成を求める工程と、
前記化合物中の前記第1元素の組成を用いて、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程と
を含むことを特徴とする組成分析方法。
Regarding the embodiment described above, the following additional notes are further disclosed.
(Additional remark 1) The composition ratio of the said 1st element and the said 2nd element of the compound by which the part of the said 1st element was substituted by the 3rd element among the 1st element of the stoichiometric compound and the 2nd element A step of obtaining using X-ray spectroscopy;
Using the composition ratio and the composition of the second element in the compound to determine the composition of the first element in the compound;
Using the composition of the first element in the compound to determine the composition of the third element in the compound.

(付記2) 前記第1元素の特性X線のエネルギーと、前記第2元素の特性X線のエネルギーとが近いことを特徴とする付記1に記載の組成分析方法。
(付記3) 前記第1元素の特性X線と、前記第2元素の特性X線とは、K線同士、L線同士、又はK線とL線であることを特徴とする付記2に記載の組成分析方法。
(Supplementary note 2) The composition analysis method according to supplementary note 1, wherein the characteristic X-ray energy of the first element is close to the characteristic X-ray energy of the second element.
(Supplementary note 3) The supplementary note 2, wherein the characteristic X-rays of the first element and the characteristic X-rays of the second element are K-lines, L-lines, or K-lines and L-lines. Composition analysis method.

(付記4) 前記第1元素の特性X線の質量吸収係数と、前記第2元素の特性X線の質量吸収係数との比が、前記第3元素の組成の分析精度を基に設定される所定範囲内であることを特徴とする付記2又は3に記載の組成分析方法。   (Supplementary Note 4) The ratio between the characteristic X-ray mass absorption coefficient of the first element and the characteristic X-ray mass absorption coefficient of the second element is set based on the analysis accuracy of the composition of the third element. The composition analysis method according to Supplementary Note 2 or 3, wherein the composition analysis method is within a predetermined range.

(付記5) 前記第1元素の原子番号と、前記第2元素の原子番号とが近いことを特徴とする付記1乃至4のいずれかに記載の組成分析方法。
(付記6) 前記第1元素の原子番号と、前記第2元素の原子番号との差が4以下であることを特徴とする付記5に記載の組成分析方法。
(Supplementary note 5) The composition analysis method according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein the atomic number of the first element is close to the atomic number of the second element.
(Supplementary note 6) The composition analysis method according to supplementary note 5, wherein a difference between an atomic number of the first element and an atomic number of the second element is 4 or less.

(付記7) 前記第1元素と前記第2元素とは、互いの特性X線を前記X線分光法によって得る際の、前記化合物に対するX線吸収が、同程度とみなせる元素であることを特徴とする付記1乃至6のいずれかに記載の組成分析方法。   (Additional remark 7) The said 1st element and the said 2nd element are elements which can consider that X-ray absorption with respect to the said compound when obtaining a mutual characteristic X-ray | X_line by the said X-ray spectroscopy is comparable. The composition analysis method according to any one of appendices 1 to 6.

(付記8) 前記組成比を求める工程は、前記X線分光法により得られる前記第1元素の特性X線の強度と、理論式により得られる前記第1元素の第1kファクタと、前記X線分光法により得られる前記第2元素の特性X線の強度と、理論式により得られる前記第2元素の第2kファクタとを用いて、前記組成比を求める工程を含むことを特徴とする付記1乃至7のいずれかに記載の組成分析方法。   (Supplementary Note 8) The step of obtaining the composition ratio includes the intensity of the characteristic X-ray of the first element obtained by the X-ray spectroscopy, the first k factor of the first element obtained by a theoretical formula, and the X-ray. Supplementary note 1 including a step of obtaining the composition ratio using the characteristic X-ray intensity of the second element obtained by spectroscopy and the second k factor of the second element obtained by a theoretical formula The composition analysis method according to any one of 1 to 7.

(付記9) 前記化合物中の前記第1元素の組成を求める工程では、前記化合物中の前記第2元素の組成として、前記化学量論的化合物中の前記第2元素の組成を用いることを特徴とする付記1乃至8のいずれかに記載の組成分析方法。   (Supplementary Note 9) In the step of obtaining the composition of the first element in the compound, the composition of the second element in the stoichiometric compound is used as the composition of the second element in the compound. The composition analysis method according to any one of appendices 1 to 8.

(付記10) 前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程は、前記化学量論的化合物中の前記第1元素の組成と前記第2元素の組成の和から、前記化合物中の前記第1元素の組成と前記第2元素の組成を差し引き、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程を含むことを特徴とする付記1乃至9のいずれかに記載の組成分析方法。   (Supplementary Note 10) The step of determining the composition of the third element in the compound includes determining the composition of the first element in the stoichiometric compound and the composition of the second element from the sum of the composition of the first element and the composition of the second element. 10. The composition analysis method according to any one of appendices 1 to 9, further comprising a step of subtracting a composition of one element and a composition of the second element to obtain a composition of the third element in the compound.

(付記11) 前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程は、前記化学量論的化合物中の前記第1元素の組成から、前記化合物中の前記第1元素の組成を差し引き、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程を含むことを特徴とする付記1乃至9のいずれかに記載の組成分析方法。   (Supplementary Note 11) The step of determining the composition of the third element in the compound includes subtracting the composition of the first element in the compound from the composition of the first element in the stoichiometric compound. The composition analysis method according to any one of appendices 1 to 9, further comprising a step of obtaining a composition of the third element therein.

(付記12) X線分光法により得られる情報を用いて、化学量論的化合物の第1元素と第2元素のうち前記第1元素の一部が第3元素で置換された化合物の、前記第1元素と前記第2元素の組成比を求める第1処理部と、
前記組成比と、前記化合物中の前記第2元素の組成とを用いて、前記化合物中の前記第1元素の組成を求める第2処理部と、
前記化合物中の前記第1元素の組成を用いて、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める第3処理部と
を含むことを特徴とする組成分析装置。
(Supplementary Note 12) Using information obtained by X-ray spectroscopy, a part of the first element and the second element of the stoichiometric compound, wherein a part of the first element is substituted with a third element, A first processing unit for determining a composition ratio between the first element and the second element;
A second processing unit for determining the composition of the first element in the compound using the composition ratio and the composition of the second element in the compound;
And a third processing unit that obtains the composition of the third element in the compound using the composition of the first element in the compound.

(付記13) コンピュータに、
X線分光法により得られる情報を用いて、化学量論的化合物の第1元素と第2元素のうち前記第1元素の一部が第3元素で置換された化合物の、前記第1元素と前記第2元素の組成比を求め、
前記組成比と、前記化合物中の前記第2元素の組成とを用いて、前記化合物中の前記第1元素の組成を求め、
前記化合物中の前記第1元素の組成を用いて、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める
処理を実行させることを特徴とする組成分析プログラム。
(Supplementary note 13)
Using the information obtained by X-ray spectroscopy, the first element of a compound in which a part of the first element of the first and second elements of the stoichiometric compound is replaced with a third element Determining the composition ratio of the second element;
Using the composition ratio and the composition of the second element in the compound, the composition of the first element in the compound is obtained,
A composition analysis program for executing a process for obtaining the composition of the third element in the compound using the composition of the first element in the compound.

10a 試料ホルダ
20a,20b 試料
30a,30b 電子線
40a,40b 特性X線
50a EDS検出器
50b 検出器
100 組成分析装置
101 試料
102 電子線又はX線
103 特性X線
110 照射部
120 検出部
130 組成分析処理部
131 第1処理部
132 第2処理部
133 第3処理部
134 取得部
135 DB
200 コンピュータ
201 プロセッサ
202 RAM
203 HDD
204 グラフィック処理装置
205 入力インタフェース
206 光学ドライブ装置
207 機器接続インタフェース
208 ネットワークインタフェース
209 バス
210 ネットワーク
211 モニタ
212 キーボード
213 マウス
214 光ディスク
215 メモリ装置
216 メモリリーダライタ
217 メモリカード
10a Sample holder 20a, 20b Sample 30a, 30b Electron beam 40a, 40b Characteristic X-ray 50a EDS detector 50b Detector 100 Composition analyzer 101 Sample 102 Electron beam or X-ray 103 Characteristic X-ray 110 Irradiation unit 120 Detection unit 130 Composition analysis Processing unit 131 First processing unit 132 Second processing unit 133 Third processing unit 134 Acquisition unit 135 DB
200 Computer 201 Processor 202 RAM
203 HDD
204 Graphic Processing Device 205 Input Interface 206 Optical Drive Device 207 Device Connection Interface 208 Network Interface 209 Bus 210 Network 211 Monitor 212 Keyboard 213 Mouse 214 Optical Disk 215 Memory Device 216 Memory Reader / Writer 217 Memory Card

Claims (8)

化学量論的化合物の第1元素と第2元素のうち前記第1元素の一部が第3元素で置換された化合物の、前記第1元素と前記第2元素の組成比を、X線分光法を用いて求める工程と、
前記組成比と、前記化合物中の前記第2元素の組成とを用いて、前記化合物中の前記第1元素の組成を求める工程と、
前記化合物中の前記第1元素の組成を用いて、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程と
を含むことを特徴とする組成分析方法。
X-ray spectroscopy of the composition ratio of the first element and the second element of a compound in which a part of the first element of the stoichiometric compound is substituted with a third element. The process of using the method
Using the composition ratio and the composition of the second element in the compound to determine the composition of the first element in the compound;
Using the composition of the first element in the compound to determine the composition of the third element in the compound.
前記第1元素と前記第2元素とは、互いの特性X線を前記X線分光法によって得る際の、前記化合物に対するX線吸収が、同程度とみなせる元素であることを特徴とする請求項1に記載の組成分析方法。   The first element and the second element are elements that can be considered to have the same degree of X-ray absorption with respect to the compound when characteristic X-rays of each other are obtained by the X-ray spectroscopy. 2. The composition analysis method according to 1. 前記組成比を求める工程は、前記X線分光法により得られる前記第1元素の特性X線の強度と、理論式により得られる前記第1元素の第1kファクタと、前記X線分光法により得られる前記第2元素の特性X線の強度と、理論式により得られる前記第2元素の第2kファクタとを用いて、前記組成比を求める工程を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の組成分析方法。   The step of obtaining the composition ratio is obtained by the characteristic X-ray intensity of the first element obtained by the X-ray spectroscopy, the first k factor of the first element obtained by a theoretical formula, and the X-ray spectroscopy. 3. The method according to claim 1, further comprising a step of obtaining the composition ratio using the characteristic X-ray intensity of the second element obtained and the second k factor of the second element obtained by a theoretical formula. The composition analysis method described. 前記化合物中の前記第1元素の組成を求める工程では、前記化合物中の前記第2元素の組成として、前記化学量論的化合物中の前記第2元素の組成を用いることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の組成分析方法。   The step of determining the composition of the first element in the compound uses the composition of the second element in the stoichiometric compound as the composition of the second element in the compound. The composition analysis method according to any one of 1 to 3. 前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程は、前記化学量論的化合物中の前記第1元素の組成と前記第2元素の組成の和から、前記化合物中の前記第1元素の組成と前記第2元素の組成を差し引き、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の組成分析方法。   The step of determining the composition of the third element in the compound includes the composition of the first element in the compound from the sum of the composition of the first element and the composition of the second element in the stoichiometric compound. 5. The composition analysis method according to claim 1, further comprising a step of subtracting the composition of the second element from the composition to obtain the composition of the third element in the compound. 前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程は、前記化学量論的化合物中の前記第1元素の組成から、前記化合物中の前記第1元素の組成を差し引き、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める工程を含むことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の組成分析方法。   The step of determining the composition of the third element in the compound includes subtracting the composition of the first element in the compound from the composition of the first element in the stoichiometric compound. The composition analysis method according to claim 1, further comprising a step of obtaining a composition of three elements. X線分光法により得られる情報を用いて、化学量論的化合物の第1元素と第2元素のうち前記第1元素の一部が第3元素で置換された化合物の、前記第1元素と前記第2元素の組成比を求める第1処理部と、
前記組成比と、前記化合物中の前記第2元素の組成とを用いて、前記化合物中の前記第1元素の組成を求める第2処理部と、
前記化合物中の前記第1元素の組成を用いて、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める第3処理部と
を含むことを特徴とする組成分析装置。
Using the information obtained by X-ray spectroscopy, the first element of a compound in which a part of the first element of the first and second elements of the stoichiometric compound is replaced with a third element A first processing unit for obtaining a composition ratio of the second element;
A second processing unit for determining the composition of the first element in the compound using the composition ratio and the composition of the second element in the compound;
And a third processing unit that obtains the composition of the third element in the compound using the composition of the first element in the compound.
コンピュータに、
X線分光法により得られる情報を用いて、化学量論的化合物の第1元素と第2元素のうち前記第1元素の一部が第3元素で置換された化合物の、前記第1元素と前記第2元素の組成比を求め、
前記組成比と、前記化合物中の前記第2元素の組成とを用いて、前記化合物中の前記第1元素の組成を求め、
前記化合物中の前記第1元素の組成を用いて、前記化合物中の前記第3元素の組成を求める
処理を実行させることを特徴とする組成分析プログラム。
On the computer,
Using the information obtained by X-ray spectroscopy, the first element of a compound in which a part of the first element of the first and second elements of the stoichiometric compound is replaced with a third element Determining the composition ratio of the second element;
Using the composition ratio and the composition of the second element in the compound, the composition of the first element in the compound is obtained,
A composition analysis program for executing a process for obtaining the composition of the third element in the compound using the composition of the first element in the compound.
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