JPH06308058A - ラザフォード後方散乱分光分析装置 - Google Patents
ラザフォード後方散乱分光分析装置Info
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- JPH06308058A JPH06308058A JP11645093A JP11645093A JPH06308058A JP H06308058 A JPH06308058 A JP H06308058A JP 11645093 A JP11645093 A JP 11645093A JP 11645093 A JP11645093 A JP 11645093A JP H06308058 A JPH06308058 A JP H06308058A
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- ions
- rutherford backscattering
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ラザフォード後方散乱分光分析を、イオンの
照射量を増やしたり、検出器の不感時間を増やしたりす
ることなく、高感度に行うことができるようにすること
を目的とする。 【構成】 分析チャンバー内に複数個の散乱イオン検出
器４-1〜４-nを取り付けるとともに、前記複数の散乱イ
オン検出器から出力される信号を増幅するための増幅器
５-1〜５-nを設けて前記複数の散乱イオン検出器からの
信号を増幅し、次いで、前記増幅した信号をアナログデ
ィジタル変換器６-1〜６-nによりディジタル信号に変換
し、さらに、前記ディジタル信号に変換された信号を多
重チャネル波高分析器７-1〜７-nにより波高分析すると
ともに、測定スペクトルのずれを合成スペクトル生成器
８でもって補正した後で加算するようにして、エネルギ
ー分解能を劣化させることなく散乱イオンの検出効率を
向上させるようにする。
照射量を増やしたり、検出器の不感時間を増やしたりす
ることなく、高感度に行うことができるようにすること
を目的とする。 【構成】 分析チャンバー内に複数個の散乱イオン検出
器４-1〜４-nを取り付けるとともに、前記複数の散乱イ
オン検出器から出力される信号を増幅するための増幅器
５-1〜５-nを設けて前記複数の散乱イオン検出器からの
信号を増幅し、次いで、前記増幅した信号をアナログデ
ィジタル変換器６-1〜６-nによりディジタル信号に変換
し、さらに、前記ディジタル信号に変換された信号を多
重チャネル波高分析器７-1〜７-nにより波高分析すると
ともに、測定スペクトルのずれを合成スペクトル生成器
８でもって補正した後で加算するようにして、エネルギ
ー分解能を劣化させることなく散乱イオンの検出効率を
向上させるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はラザフォード後方散乱分
光分析装置に係わり、例えば、ラザフォード後方散乱分
光法による固体試料表面の組成の定量分析、または固体
試料表面の不純物の定量分析における散乱イオンエネル
ギースペクトルの測量装置、および散乱イオンエネルギ
ースペクトルの測定方法に用いて好適なものである。
光分析装置に係わり、例えば、ラザフォード後方散乱分
光法による固体試料表面の組成の定量分析、または固体
試料表面の不純物の定量分析における散乱イオンエネル
ギースペクトルの測量装置、および散乱イオンエネルギ
ースペクトルの測定方法に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】固体試料の表面から内部にかけて、元素
組成の深さ方向分布を定量的に分析する手段として、イ
オンビームを試料表面に照射し、試料中の原子によって
散乱されるイオンをとらえ、そのエネルギースペクトル
を計測することにより固体試料表面領域の元素の深さ方
向濃度分布を定量分析するラザフォード後方散乱分光法
がある。
組成の深さ方向分布を定量的に分析する手段として、イ
オンビームを試料表面に照射し、試料中の原子によって
散乱されるイオンをとらえ、そのエネルギースペクトル
を計測することにより固体試料表面領域の元素の深さ方
向濃度分布を定量分析するラザフォード後方散乱分光法
がある。
【０００３】従来、ラザフォード後方散乱分光法の感度
は濃度約１％程度であり、濃度が１ppm 程度の微量元素
の定量分析には応用できなかった。そこで、ラザフォー
ド後方散乱分光法において、分析しようとする元素に対
する感度を向上させるためには、分析元素からの散乱イ
オンの収量を多くすればよい。
は濃度約１％程度であり、濃度が１ppm 程度の微量元素
の定量分析には応用できなかった。そこで、ラザフォー
ド後方散乱分光法において、分析しようとする元素に対
する感度を向上させるためには、分析元素からの散乱イ
オンの収量を多くすればよい。
【０００４】そのためには、散乱イオン検出器が、試料
に対して張る立体角を大きくすればよいことは、ラザフ
ォード後方散乱分光法の原理から容易にわかり（例え
ば、Chu 、Mayer 、Nicolet 著 Backscattering Spectr
ometry）、従来、検出面積の大きなイオン検出器を用い
たり、検出器を試料に近づけたりすることが行われてい
た。
に対して張る立体角を大きくすればよいことは、ラザフ
ォード後方散乱分光法の原理から容易にわかり（例え
ば、Chu 、Mayer 、Nicolet 著 Backscattering Spectr
ometry）、従来、検出面積の大きなイオン検出器を用い
たり、検出器を試料に近づけたりすることが行われてい
た。
【０００５】また、試料に照射するイオンとして、通常
はヘリウムイオンや陽子が用いられるが、照射イオンと
して、原子番号の大きなイオンを用い、散乱断面積を大
きくすることによって散乱イオン収量を大きくし、高感
度な分析を行うことが試みられている。
はヘリウムイオンや陽子が用いられるが、照射イオンと
して、原子番号の大きなイオンを用い、散乱断面積を大
きくすることによって散乱イオン収量を大きくし、高感
度な分析を行うことが試みられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ラザフォード
後方散乱分光法においては、散乱イオン検出器に取り込
まれる散乱イオンの散乱角度は一定ではなく、検出器の
大きさに対応する広がりをもち、検出される散乱イオン
のエネルギーもその角度の広がりに対応する広がりをも
っている。
後方散乱分光法においては、散乱イオン検出器に取り込
まれる散乱イオンの散乱角度は一定ではなく、検出器の
大きさに対応する広がりをもち、検出される散乱イオン
のエネルギーもその角度の広がりに対応する広がりをも
っている。
【０００７】次に、図３によりその内容を説明する。図
３において、１４は試料に入射するイオンの軌道を示
す。また、１５は分析試料であり、１６は散乱イオン検
出器である。さらに、１７は試料で散乱されたイオンが
検出器に到達するまでの軌道を表し、１８と１９は散乱
イオンの軌道と照射イオンの軌道とがなす角度を表して
いる。
３において、１４は試料に入射するイオンの軌道を示
す。また、１５は分析試料であり、１６は散乱イオン検
出器である。さらに、１７は試料で散乱されたイオンが
検出器に到達するまでの軌道を表し、１８と１９は散乱
イオンの軌道と照射イオンの軌道とがなす角度を表して
いる。
【０００８】すなわち、検出器１６で検出する散乱イオ
ンには、その散乱角が符号１８から符号１９までの間の
散乱角を持つイオンがすべて含まれていることになる。
そのため、感度を向上させるために、従来行われていた
ように、検出立体角を大きくするために、検出器１６を
試料１５に近づけるほど、また、検出器１６のイオン検
出面を大きくするほど検出器１６に取り込まれる散乱イ
オンの散乱角度の広がりは大きくなる。
ンには、その散乱角が符号１８から符号１９までの間の
散乱角を持つイオンがすべて含まれていることになる。
そのため、感度を向上させるために、従来行われていた
ように、検出立体角を大きくするために、検出器１６を
試料１５に近づけるほど、また、検出器１６のイオン検
出面を大きくするほど検出器１６に取り込まれる散乱イ
オンの散乱角度の広がりは大きくなる。
【０００９】その結果、散乱イオンのエネルギーの広が
りが大きくなってしまい、他の元素からの散乱イオンと
の区別が困難になったり、深さ方向の濃度分布分析が困
難になってしまうという問題があった。
りが大きくなってしまい、他の元素からの散乱イオンと
の区別が困難になったり、深さ方向の濃度分布分析が困
難になってしまうという問題があった。
【００１０】また、検出立体角を単に大きくしただけで
は試料の主成分元素からの散乱イオンの収量も微量元素
からの散乱イオンの収量と同時に大きくなり、その結
果、散乱イオンの計測時において、単位時間当たりの散
乱イオンの計数（計数率）が増大してしまう。このた
め、散乱イオンが検出器１６に到達し、その信号電圧を
増幅し、ディジタル変換し、多重波高分析器で分析する
までに要する時間（不感時間）が増大し、計数誤差を大
きくしてしまうという問題があった。
は試料の主成分元素からの散乱イオンの収量も微量元素
からの散乱イオンの収量と同時に大きくなり、その結
果、散乱イオンの計測時において、単位時間当たりの散
乱イオンの計数（計数率）が増大してしまう。このた
め、散乱イオンが検出器１６に到達し、その信号電圧を
増幅し、ディジタル変換し、多重波高分析器で分析する
までに要する時間（不感時間）が増大し、計数誤差を大
きくしてしまうという問題があった。
【００１１】また、照射イオンとして、ヘリウムイオン
や陽子のかわりに、原子番号の大きなイオンを用いた場
合も、試料主成分からの散乱イオンの収量も、微量元素
からの散乱イオンの収量と同時に大きくなり、散乱イオ
ンの計測時において、検出器１６の不感時間が増大し、
計数誤差が大きくしてしまうという問題があった。
や陽子のかわりに、原子番号の大きなイオンを用いた場
合も、試料主成分からの散乱イオンの収量も、微量元素
からの散乱イオンの収量と同時に大きくなり、散乱イオ
ンの計測時において、検出器１６の不感時間が増大し、
計数誤差が大きくしてしまうという問題があった。
【００１２】さらに、原子番号の大きなイオンを用いた
場合には、照射イオンとしてヘリウムイオンや陽子を用
いた場合と比較して、試料が照射イオンによって受ける
損傷がきわめて大きくなってしまい、試料を非破壊的に
分析できるというラザフォード後方散乱分光法の利点を
損なうという問題があった。
場合には、照射イオンとしてヘリウムイオンや陽子を用
いた場合と比較して、試料が照射イオンによって受ける
損傷がきわめて大きくなってしまい、試料を非破壊的に
分析できるというラザフォード後方散乱分光法の利点を
損なうという問題があった。
【００１３】本発明は前述の問題点にかんがみ、試料の
損傷が少ないヘリウムイオンや陽子を用いた測定におい
て、検出される散乱イオンのエネルギーの広がりを伴う
ことなく散乱イオンの収量をあげることができるように
するとともに、散乱イオンの計数率増加にともなう検出
器の不感時間の増加を防ぐことができ、計数誤差の少な
いスペクトルを出力することによって、高感度なラザフ
ォード後方散乱分光分析を行うことができるようにする
ことを目的とする。
損傷が少ないヘリウムイオンや陽子を用いた測定におい
て、検出される散乱イオンのエネルギーの広がりを伴う
ことなく散乱イオンの収量をあげることができるように
するとともに、散乱イオンの計数率増加にともなう検出
器の不感時間の増加を防ぐことができ、計数誤差の少な
いスペクトルを出力することによって、高感度なラザフ
ォード後方散乱分光分析を行うことができるようにする
ことを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のラザフォード後
方散乱分光分析装置は、分析チャンバー内に取り付けら
れた２個以上の散乱イオン検出器と、前記複数の散乱イ
オン検出器１６から出力される信号を増幅するために設
けられた増幅器と、前記増幅器によって増幅された散乱
イオン検出器からの信号をディジタル信号に変換するた
めのアナログディジタル変換器と、前記アナログディジ
タル変換器によってディジタル信号に変換された前記散
乱イオン検出器から出力された信号を波高分析する多重
チャネル波高分析器とを具備している。
方散乱分光分析装置は、分析チャンバー内に取り付けら
れた２個以上の散乱イオン検出器と、前記複数の散乱イ
オン検出器１６から出力される信号を増幅するために設
けられた増幅器と、前記増幅器によって増幅された散乱
イオン検出器からの信号をディジタル信号に変換するた
めのアナログディジタル変換器と、前記アナログディジ
タル変換器によってディジタル信号に変換された前記散
乱イオン検出器から出力された信号を波高分析する多重
チャネル波高分析器とを具備している。
【００１５】また、本発明の他の特徴とするところは、
２個以上の散乱イオン検出器からの信号を、増幅すると
ともにディジタル変換し、次いで、波高分析した後、前
記複数の散乱イオン検出器各々の利得特性と各検出器の
設置位置の相違に伴う散乱イオンのエネルギーのずれを
補正した後で加算することによって１つの散乱イオンエ
ネルギースペクトルを出力する装置を設けている。
２個以上の散乱イオン検出器からの信号を、増幅すると
ともにディジタル変換し、次いで、波高分析した後、前
記複数の散乱イオン検出器各々の利得特性と各検出器の
設置位置の相違に伴う散乱イオンのエネルギーのずれを
補正した後で加算することによって１つの散乱イオンエ
ネルギースペクトルを出力する装置を設けている。
【００１６】
【作用】前記のように構成したラザフォード後方散乱分
光分析装置の作用を図面を参照して説明する。図１は、
本発明によるラザフォード後方散乱分光分析装置の一実
施例を示す図である。
光分析装置の作用を図面を参照して説明する。図１は、
本発明によるラザフォード後方散乱分光分析装置の一実
施例を示す図である。
【００１７】図１において、１は試料に照射するイオン
の軌道であり、２は分析試料である。また、３-1〜３-n
は照射したイオンが試料によって散乱された場合の散乱
イオンの軌道である。
の軌道であり、２は分析試料である。また、３-1〜３-n
は照射したイオンが試料によって散乱された場合の散乱
イオンの軌道である。
【００１８】次いで、４-1〜４-nは散乱イオンを検出す
るための検出器である。本実施例において設置する検出
器は、第１の検出器４-1から第番目の検出器４-nまでの
ｎ個であり、散乱角はそれぞれの検出器４-1から検出器
４-nに対応してそれぞれθ-1からθ-nに設定する。
るための検出器である。本実施例において設置する検出
器は、第１の検出器４-1から第番目の検出器４-nまでの
ｎ個であり、散乱角はそれぞれの検出器４-1から検出器
４-nに対応してそれぞれθ-1からθ-nに設定する。
【００１９】散乱イオン検出器４-1〜４-nは、検出器同
志が互いに触れ合わない程度の距離で、また、検出器同
志が互いに散乱イオンを遮蔽しないような位置関係に設
置する。検出器４-1〜４-nは有感面積が同じものを使用
するとともに、試料２からの距離が等しくなるようにす
る。
志が互いに触れ合わない程度の距離で、また、検出器同
志が互いに散乱イオンを遮蔽しないような位置関係に設
置する。検出器４-1〜４-nは有感面積が同じものを使用
するとともに、試料２からの距離が等しくなるようにす
る。
【００２０】また、照射イオンの入射方向と、分析試料
２と検出器４とを結ぶ線のなす角度（散乱角）が９０度
よりも大きくなるように各検出器４-1〜４-nを設置する
ことが望ましい。設置する検出器４の数は、分析の目的
とする感度に応じて、増やせばよく、検出器４を設置す
る数を多くするほど分析感度は高くなる。
２と検出器４とを結ぶ線のなす角度（散乱角）が９０度
よりも大きくなるように各検出器４-1〜４-nを設置する
ことが望ましい。設置する検出器４の数は、分析の目的
とする感度に応じて、増やせばよく、検出器４を設置す
る数を多くするほど分析感度は高くなる。
【００２１】第１の検出器４-1から最後の検出器４
-n（ｎは検出器の数）の散乱角は、それぞれθ-1からθ
-nに設定する。なお、散乱角θ-1からθ-nは等間隔で
も、不均一な間隔でもいずれでも任意でよいが、それぞ
れの値を正確に把握しておく必要がある。
-n（ｎは検出器の数）の散乱角は、それぞれθ-1からθ
-nに設定する。なお、散乱角θ-1からθ-nは等間隔で
も、不均一な間隔でもいずれでも任意でよいが、それぞ
れの値を正確に把握しておく必要がある。
【００２２】操作法は、先ず分析試料２にエネルギーが
Ｅ0 のイオンを照射するとともに、イオンを照射しつ
つ、検出器４-1から検出器４-nまでのすべての検出器を
同時に作動させる。そして、試料表面上に存在している
質量がＭの元素によって散乱されたイオンをｎ個の検出
器４で同時に検出する。
Ｅ0 のイオンを照射するとともに、イオンを照射しつ
つ、検出器４-1から検出器４-nまでのすべての検出器を
同時に作動させる。そして、試料表面上に存在している
質量がＭの元素によって散乱されたイオンをｎ個の検出
器４で同時に検出する。
【００２３】このようにして各検出器４-1〜４-nから得
られる信号電圧を増幅器５-1〜５-nでもって増幅する。
そして、増幅された各検出器からの出力電圧を、Ａ／Ｄ
変換器６-1〜６-nによりディジタル化する。
られる信号電圧を増幅器５-1〜５-nでもって増幅する。
そして、増幅された各検出器からの出力電圧を、Ａ／Ｄ
変換器６-1〜６-nによりディジタル化する。
【００２４】各Ａ／Ｄ変換器６-1〜６-nによりディジタ
ル化された検出器出力を、次に、多重波高分析器７-1〜
７-nに与え、増幅されるとともにディジタル化された各
検出器からの信号電圧と、イオン照射時におけるその頻
度とを各検出器ごとに分析し、散乱イオンのエネルギー
スペクトルを出力する。
ル化された検出器出力を、次に、多重波高分析器７-1〜
７-nに与え、増幅されるとともにディジタル化された各
検出器からの信号電圧と、イオン照射時におけるその頻
度とを各検出器ごとに分析し、散乱イオンのエネルギー
スペクトルを出力する。
【００２５】そして、検出器４-1から検出器４-nまでの
各検出器ごとの測定したエネルギースペクトルのずれを
合成スペクトル生成器８で補正するとともに、加算して
合成スペクトルを出力する。
各検出器ごとの測定したエネルギースペクトルのずれを
合成スペクトル生成器８で補正するとともに、加算して
合成スペクトルを出力する。
【００２６】各検出器ごとのエネルギースペクトルのず
れの補正はつぎのように行う。すなわち、イオンを分析
試料２に照射した際に、試料表面で散乱されるイオンの
エネルギーは、原理的に次の式で示されるエネルギーで
ある。 Ｅｉ＝Ｋ（θｉ）Ｅ0 ．．．．（１式）
れの補正はつぎのように行う。すなわち、イオンを分析
試料２に照射した際に、試料表面で散乱されるイオンの
エネルギーは、原理的に次の式で示されるエネルギーで
ある。 Ｅｉ＝Ｋ（θｉ）Ｅ0 ．．．．（１式）
【００２７】ただし、Ｅｉは検出器４-iで検出される散
乱イオンのエネルギーであり、Ｋ（θｉ）は次の式によ
って決まる係数である。 Ｋ（θｉ）＝｛（Ｍ2 −ｍ2 sin2θｉ）1/2 ＋ｍcos θｉ｝2 ／（Ｍ＋ｍ）2 …（２式） θｉ：イオンが分析試料２に入射する方向と、イオンが
分析試料２に入射する位置と検出器４-iとを結ぶ線がな
す角度 ｍ：照射イオンの質量 Ｍ：分析する元素の質量 Ｅ0 ：照射イオンのエネルギー Ｅ0 、ｍ、Ｍは全ての検出器に共通である。
乱イオンのエネルギーであり、Ｋ（θｉ）は次の式によ
って決まる係数である。 Ｋ（θｉ）＝｛（Ｍ2 −ｍ2 sin2θｉ）1/2 ＋ｍcos θｉ｝2 ／（Ｍ＋ｍ）2 …（２式） θｉ：イオンが分析試料２に入射する方向と、イオンが
分析試料２に入射する位置と検出器４-iとを結ぶ線がな
す角度 ｍ：照射イオンの質量 Ｍ：分析する元素の質量 Ｅ0 ：照射イオンのエネルギー Ｅ0 、ｍ、Ｍは全ての検出器に共通である。
【００２８】また、散乱イオンの強度は原理的につぎの
式で示す強度である。 Ｙｉ＝α×σ（θｉ）×Ｎ …（３式）
式で示す強度である。 Ｙｉ＝α×σ（θｉ）×Ｎ …（３式）
【００２９】ただし、Ｙｉは検出器４-iで検出される散
乱イオンの強度であり、αは定数、Ｎは分析元素の濃
度、σ（θｉ）は次の式によって決まる係数である。 σ（θｉ）＝β×１／sin4θｉ×（γ＋cos θｉ）2 ／γ …（４式）
乱イオンの強度であり、αは定数、Ｎは分析元素の濃
度、σ（θｉ）は次の式によって決まる係数である。 σ（θｉ）＝β×１／sin4θｉ×（γ＋cos θｉ）2 ／γ …（４式）
【００３０】ただし、 γ＝〔１−（（ｍ／Ｍ）sin θｉ）2 〕1/2 …（５式） である。
【００３１】次に、分析方法を説明する。先ず、検出器
４-1から検出器４-nまでの各検出器ごとに、Ｋ（θｉ）
とσ（θｉ）とを前記の式により計算する。次に、多重
波高分析器７によって出力した検出器４-2から検出器４
-nまでの散乱イオンのエネルギースペクトル中のピーク
の位置と強度を検出器４-1から出力するエネルギースペ
クトルのピーク位置と強度にそろえるための補正を行
う。
４-1から検出器４-nまでの各検出器ごとに、Ｋ（θｉ）
とσ（θｉ）とを前記の式により計算する。次に、多重
波高分析器７によって出力した検出器４-2から検出器４
-nまでの散乱イオンのエネルギースペクトル中のピーク
の位置と強度を検出器４-1から出力するエネルギースペ
クトルのピーク位置と強度にそろえるための補正を行
う。
【００３２】すなわち、検出器４-i（ｉは２からｎ）に
よって測定したスペクトル中のピークのエネルギーＥｉ
はつぎの式によりＥｉ′に換する。 Ｅｉ′＝Ｅｉ×Ｋ（θ１）／Ｋ（θｉ） …（６式）
よって測定したスペクトル中のピークのエネルギーＥｉ
はつぎの式によりＥｉ′に換する。 Ｅｉ′＝Ｅｉ×Ｋ（θ１）／Ｋ（θｉ） …（６式）
【００３３】また、検出器ｉによって測定したスペクト
ル中のピークの強度はＹｉは、次の式によりＹｉ′へ変
換する。 Ｙｉ′＝Ｙｉ×σ（θ１）／σ（θｉ） …（７式） そして、変換したスペクトルをすべて加算して合成し、
図１中の９で示す出力装置に出力する。
ル中のピークの強度はＹｉは、次の式によりＹｉ′へ変
換する。 Ｙｉ′＝Ｙｉ×σ（θ１）／σ（θｉ） …（７式） そして、変換したスペクトルをすべて加算して合成し、
図１中の９で示す出力装置に出力する。
【００３４】検出システム（検出器、増幅器、アナログ
ディジタル変換器、多重波高分析器からなる系）の不感
時間は、１個の検出器が単位時間あたりに計測する散乱
イオンの個数に比例して増大するから、前記の作用によ
って、本発明の検出システムの不感時間は、検出器の散
乱イオンの検出面積が本発明で用いる検出器のｎ倍であ
るような１個の検出器を用いた従来技術の検出システム
の不感時間の１／ｎ以下になる。すなわち、本発明によ
る検出システムでは、従来技術と同等の不感時間で、ｎ
倍の計数率を得ることが可能となる。
ディジタル変換器、多重波高分析器からなる系）の不感
時間は、１個の検出器が単位時間あたりに計測する散乱
イオンの個数に比例して増大するから、前記の作用によ
って、本発明の検出システムの不感時間は、検出器の散
乱イオンの検出面積が本発明で用いる検出器のｎ倍であ
るような１個の検出器を用いた従来技術の検出システム
の不感時間の１／ｎ以下になる。すなわち、本発明によ
る検出システムでは、従来技術と同等の不感時間で、ｎ
倍の計数率を得ることが可能となる。
【００３５】
【実施例】以下、本発明のラザフォード後方散乱分光分
析装置の一実施例を図面を参照して説明する。なお、本
実施例においては、シリコン単結晶基板上にヒ素を１×
１０14atoms／ｃｍ2 の濃度で付着させて分析試料２と
した。
析装置の一実施例を図面を参照して説明する。なお、本
実施例においては、シリコン単結晶基板上にヒ素を１×
１０14atoms／ｃｍ2 の濃度で付着させて分析試料２と
した。
【００３６】図２は、従来のラザフォード後方散乱分光
分析装置と本発明によるラザフォード分光分析装置とに
より測定を行って得られた散乱イオンのエネルギースペ
クトルを比較したものであり、従来の装置で得られたス
ペクトルは符号１０と符号１１で示してある。
分析装置と本発明によるラザフォード分光分析装置とに
より測定を行って得られた散乱イオンのエネルギースペ
クトルを比較したものであり、従来の装置で得られたス
ペクトルは符号１０と符号１１で示してある。
【００３７】前述したように、従来の装置では検出器は
１個のみであり、散乱角１６０°の位置に設置した。ま
た、照射したイオンは、エネルギーが２０００keV のヘ
リウムであり、照射量は２０μＣとした。なお、図２の
１０は基板であるシリコンによって散乱されたヘリウム
イオンのピークである。また、１１はヒ素によって散乱
されるヘリウムのピークであり、１００倍に拡大して示
してあるが、きわめて微弱なピークしか検出されていな
い。
１個のみであり、散乱角１６０°の位置に設置した。ま
た、照射したイオンは、エネルギーが２０００keV のヘ
リウムであり、照射量は２０μＣとした。なお、図２の
１０は基板であるシリコンによって散乱されたヘリウム
イオンのピークである。また、１１はヒ素によって散乱
されるヘリウムのピークであり、１００倍に拡大して示
してあるが、きわめて微弱なピークしか検出されていな
い。
【００３８】一方、本発明による装置で得たスペクトル
は、１２と１３で示してある。本発明によるラザフォー
ド後方散乱分光分析装置の実施例では、検出器は１０個
用いた。なお、照射するヘリウムのエネルギーと照射量
は従来の装置による測定と同一にしている。
は、１２と１３で示してある。本発明によるラザフォー
ド後方散乱分光分析装置の実施例では、検出器は１０個
用いた。なお、照射するヘリウムのエネルギーと照射量
は従来の装置による測定と同一にしている。
【００３９】１２は基板のシリコンによって散乱された
ヘリウムのピークで、１３はヒ素によって散乱されたヘ
リウムのピークであり、１００倍に拡大して表示してあ
る。図２から明らかなように、従来の装置では微弱なピ
ークとしてしか検出されなかったヒ素のピークが、本発
明の装置では、従来装置の１０倍以上の強度で検出でき
た。
ヘリウムのピークで、１３はヒ素によって散乱されたヘ
リウムのピークであり、１００倍に拡大して表示してあ
る。図２から明らかなように、従来の装置では微弱なピ
ークとしてしか検出されなかったヒ素のピークが、本発
明の装置では、従来装置の１０倍以上の強度で検出でき
た。
【００４０】
【発明の効果】本発明は前述したように、本発明によれ
ば、従来の装置では検出できなかった微量の元素に対し
ても、イオンの照射量を増やすことなく、また検出器の
不感時間を増やすことなく、ラザフォード後方散乱分光
分析を高感度で行うことが可能になった。
ば、従来の装置では検出できなかった微量の元素に対し
ても、イオンの照射量を増やすことなく、また検出器の
不感時間を増やすことなく、ラザフォード後方散乱分光
分析を高感度で行うことが可能になった。
【図１】本発明によるラザフォード後方散乱分光分析装
置の概略構成を説明するための構成図である。
置の概略構成を説明するための構成図である。
【図２】従来の装置による測定の一実施例と本発明の装
置による測定の一実施例とを比較した特性図である。
置による測定の一実施例とを比較した特性図である。
【図３】従来技術の問題点を説明するための図である。
１ 照射イオンが分析試料に到達するまでの軌道 ２ 分析試料 ３ 照射イオンが分析試料によって散乱された場合の散
乱イオンの軌道 ４-1〜４-n 散乱イオンを測定する検出器 ５ 増幅器 ６ アナログディジタル変換器 ７ 多重波高分析器 ８ 合成スペクトル生成器 ９ スペクトル表示装置 １０ 従来の装置によって測定したシリコンの実測スペ
クトル １１ 従来の装置によって測定したヒ素の実測スペクト
ル １２ 本発明の装置によって測定したシリコンの実測ス
ペクトル １３ 本発明の装置によって測定したヒ素の実測スペク
トル １４ 入射イオンの軌道 １５ 分析試料 １６ 散乱イオン検出器 １７ 分析試料で散乱されたイオンが検出器に到達する
までの軌道 １８ 散乱イオンの軌道と照射イオンの軌道とがなす角
度 １９ 散乱イオンの軌道と照射イオンの軌道とがなす角
度
乱イオンの軌道 ４-1〜４-n 散乱イオンを測定する検出器 ５ 増幅器 ６ アナログディジタル変換器 ７ 多重波高分析器 ８ 合成スペクトル生成器 ９ スペクトル表示装置 １０ 従来の装置によって測定したシリコンの実測スペ
クトル １１ 従来の装置によって測定したヒ素の実測スペクト
ル １２ 本発明の装置によって測定したシリコンの実測ス
ペクトル １３ 本発明の装置によって測定したヒ素の実測スペク
トル １４ 入射イオンの軌道 １５ 分析試料 １６ 散乱イオン検出器 １７ 分析試料で散乱されたイオンが検出器に到達する
までの軌道 １８ 散乱イオンの軌道と照射イオンの軌道とがなす角
度 １９ 散乱イオンの軌道と照射イオンの軌道とがなす角
度
Claims (2)
- 【請求項１】 分析チャンバー内に取り付けられた２個
以上の散乱イオン検出器と、 前記複数の散乱イオン検出器から出力される信号を増幅
するために設けられた増幅器と、 前記増幅器によって増幅された散乱イオン検出器からの
信号をディジタル信号に変換するためのアナログディジ
タル変換器と、 前記アナログディジタル変換器によってディジタル信号
に変換された前記散乱イオン検出器から出力された信号
を波高分析する多重チャネル波高分析器とを具備するこ
とを特徴とするラザフォード後方散乱分光分析装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のラザフォード後方散乱分
光分析装置において、２個以上の散乱イオン検出器から
の信号を増幅するとともに、ディジタル変換し、次い
で、波高分析した後、前記複数の散乱イオン検出器各々
の利得特性と各検出器の設置位置の相違に伴う散乱イオ
ンのエネルギーのずれを補正した後で加算することによ
って１つの散乱イオンエネルギースペクトルを出力する
装置を設けたことを特徴とするラザフォード後方散乱分
光分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11645093A JPH06308058A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | ラザフォード後方散乱分光分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11645093A JPH06308058A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | ラザフォード後方散乱分光分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06308058A true JPH06308058A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14687423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11645093A Withdrawn JPH06308058A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | ラザフォード後方散乱分光分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06308058A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007074696A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Riken | イオン散乱分光分析装置 |
| KR20140024868A (ko) * | 2011-03-14 | 2014-03-03 | 아레바 엔피 | 포토닉 분광분석 장치 및 방법, 장치를 교정하기 위한 방법, 및 그 장치의 이용 |
| JP2015094624A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 国立大学法人京都大学 | 放射線検出システム、データ処理装置、放射線検出方法および波高値分布データ処理プログラム |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP11645093A patent/JPH06308058A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007074696A1 (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-05 | Riken | イオン散乱分光分析装置 |
| JP2007178341A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Institute Of Physical & Chemical Research | イオン散乱分光分析装置 |
| KR20140024868A (ko) * | 2011-03-14 | 2014-03-03 | 아레바 엔피 | 포토닉 분광분석 장치 및 방법, 장치를 교정하기 위한 방법, 및 그 장치의 이용 |
| JP2014512523A (ja) * | 2011-03-14 | 2014-05-22 | アレバ・エヌペ | 光子分光分析装置および光子分光分析方法、その装置を較正するための方法、並びに、その装置の使用 |
| US9400336B2 (en) | 2011-03-14 | 2016-07-26 | Areva Np | Photonic spectrometry device and method, method for calibrating the device, and use of the device |
| JP2015094624A (ja) * | 2013-11-11 | 2015-05-18 | 国立大学法人京都大学 | 放射線検出システム、データ処理装置、放射線検出方法および波高値分布データ処理プログラム |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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