■体裁:A4版410ページ
■発刊:1991/03/28
■ISBNコード:4-89808-059-6

大好き

【執筆者】
氏平祐輔 東京大学/ 石田洋一 東京大学/
板東義雄 無機材質研究所/ 斉木幸一朗 東京大学/
吉原一紘 金属材料技術研究所/ 川村隆明 山梨大学/
安達洋 室蘭工業大学/ 谷川庄一郎 筑波大学/
工藤正博、永山進 材料科学技術振興財団/
氏平祐輔 東京大学/ 寺前紀夫 名古屋大学/ 澤田嗣郎 東京大学/
樋口精一郎 東京大学/ 黒崎和夫 富士ゼロックス/
福田安生、名越正泰 静岡大学、日本鋼管/
谷口一雄 大阪電気通信大学/ 横山利彦 広島大学/
氏平祐輔 東京大学/小西亮介 鳥取大学/
菊田惺志、泉弘一 東京大学/田口常正 大阪大学/
大島忠平 早稲田大学/ 氏平祐輔 東京大学

※所属、肩書き等は本書発刊当時のものです。

【序文】
ここ10数年来の電子材料―半導体、超伝導体、磁性体、セラミックス、エンジニアリングプラスチックなど―を始めとする材料の進歩には、目を見張るものがある。これらの材料は、主として先端技術の基礎物質として使われるため、素材の物性を利用はしているものの、バルク機能ではなく、薄膜あるいは表面での機能が利用される。とくに特定目的をもったデバイスとして使用されることが多い。電気、磁気、工学デバイスには、応答の高速性、確実性など高次な機能が要求されるので、デバイスは薄膜化、ミクロ化、集積化されることが多く製造の各プロセスや途中製品の品質管理、最終製品の性能評価が重要となってくる。開発過程においては、製品の特性維持、歩留まりの向上、不良品の原因追及のため、特性を阻害する要因を徹底的に解析しなければならない。

【目次】
第1章　表面・微小領域分析
1.　表面分析と微小領域の分析
2.　入射粒子と検出粒子
3.　表面部だけの情報の取り出し
4.　マイクロビーム
5.　電子ビームによる表面解析
5.1　電子顕微鏡
5.2　広域出現電圧微細構造スペクトロメトリー
5.3　電子線励起電流測定
5.4　カソードルミネッセンス
5.5　電子線プローブX線微小領域分析装置
5.6　RHEED励起全反射角X線スペクトロメトリー
5.7　電子エネルギー損失スペクトロメトリー
5.8　オージェ電子スペクトロメトリー
5.9　軟X線スペクトロメトリー
5.10　逆光電子スペクトロメトリー
5.11　分析電子顕微鏡
5.12　電子線回折
6.　イオンビームによる表面解析
6.1　イオンビームと物質との相互作用
6.2　イオンビーム源
6.3　イオン誘起発光スペクトロメトリー
6.4　固体質量スペクトロメトリー
6.5　粒子誘起X線発光スペクトロメトリー
6.6　イオン隆起オージェ電子スペクトロメトリー
6.7　イオン散乱スペクトロメトリー
6.8　粒子放射化?即発γ線スペクトロメトリー
6.9　共鳴核反応分析
6.10　荷電粒子放射化分析
7.　中性ビームの利用
7.1　原子線の利用
7.2　分子線
7.3　中性子線
8.　光ビームによる表面解析
8.1　レーザー
8.2　SR光
8.3　フォトルミネッセンス
8.4　蛍光X線スペクトロメトリー
8.5　X線回折分析
8.6　X線吸収スペクトロメトリー
8.7　X線光電子スペクトロメトリー
8.8　制動放射線(連続X線)励起オージェ電子スペクトロメトリー
8.9　レーザー走査型光ファイバー顕微鏡
8.10　レーザー誘起電流測定
8.11　光熱スペクトロメトリー
8.12　光音響分光分析
8.13　赤外吸収スペクトルの利用
8.14　レーザーラマンスペクトロメトリー
8.15　表面異常ラマン散乱
8.16　表面電磁波スペクトロメトリー
8.17　レーザー脱離質量スペクトロメトリー
9.　化学組成の分析
9.1　原子発光スペクトルによる分析
9.2　X線発光スペクトルによる分析
9.3　オージェ電子スペクトルによる分析
9.4　X線光電子スペクトルによる分析
9.5　固体質量スペクトルによる分析
9.6　ラザフォード散乱スペクトルによる分析
9.7　原子核スペクトルによる分析
10.　化学状態の分析
10.1　電子エネルギー損失スペクトルによる分析
10.2　オージェ電子スペクトルによる分析
10.3　軟X線発光スペクトルによる分析
10.4　X線吸収スペクトロメトリーによる分析
10.5　X線光電子スペクトルによる分析
10.6　赤外吸収スペクトルによる分析
10.7　ランマンスペクトルによる分析
10.8　高分解能固体核磁気共鳴吸収
10.9　電子スピン共鳴吸収
10.10　転換電子メスバウアースペクトロメトリー
10.11　熱分析
10.12　表面光起電力法
11.　原子配列の観測
11.1　結晶性の評価
11.2　X線回折
11.3　赤外吸収スペクトルによる分析
11.4　レーザーラマンスペクトルによる分析
11.5　アモルファススペクトルによる分析
12.　欠陥の非破壊検査
12.1　マイクロクラッキングの分析
12.2　微小な表面不純物の分析
12.3　原子空孔
13.　表面分布の測定
13.1　走査型マイクロ電子線ビームによる分析
13.2　走査型マイクロイオンビームによる分析
13.3　光ビームによるマイクロアナリシス
13.4　オートラジオグラフィー
14.　深さ方向の濃度分析(濃度プロファイリング)
14.1　スパッタリングによる表面エッチング
14.2　代表的な表面分析法の深さ分解能とデプスプロファイリング
14.3　スペクトルの形状の解析による方法
14.4　入射ビームあるいは出射粒子のエネルギー損失の利用
15.　代表的な表面分析法の略称

第2章　電子ビームによる表面解析
第1節　電子顕微鏡
1.　はじめに
2.　電子顕微鏡の種類,　基本構造と作動原理
3.　走査型電子顕微鏡による表面解析
4.　透過型電子顕微鏡付属装置による表面層解析
5.　高分解能電子顕微鏡による直接原子レベル分析
第2節　分析電子顕微鏡
1.　はじめに
2.　分析電子顕微鏡の機能
2.1　薄膜試料と分析信号
3.　分析電子顕微鏡の鏡体
4.　エネルギー分散型X線分光型
4.1　特性X線の発生
4.2　半導体X線検出器
4.3　スペクトルの収集
4.4　定量分析
5.　電子エネルギー損失分光法
5.1　原理
5.2　エネルギーアナライザー
5.3　プラズマ損失
5.4　内殻励起吸収スペクトル
5.5　エネルギーフィルター像
6.　収束電子回折法
6.1　原理
6.2　収束電子回折図形
6.3　点群,　空間群の決定
6.4　格子定数の精密測定
第3節　電子エネルギー損失スペクトロメトリー
1.　はじめに
2.　入射電子のエネルギー損失過程
3.　反射型EELSの特徴
3.1　同一の装置で,　広いエネルギー範囲にわたる種々の素励起を観測することが
できる
3.2　表面敏感性が高い
3.3　検出深さ(dp)を変化させることにより,　表面近傍領域の深さ方向解析が
できる
3.4　光学的禁制遷移が観測可能である
3.5　空いた電子状態に関する知見を得ることができる
4.　反射型EELSの測定法
4.1　測定装置
4.2　測定手法
5.　EELSの応用例
5.1　広域エネルギー損失スペクトル
5.2　半導体,　絶縁体の表面電子遷移
5.3　表面の動的変化の観測
5.4　非破壊深さ方向解析
5.5　光学禁制遷移の観測
6.　おわりに
第4節　オージェ電子スペクトロメトリー
1.　はじめに
2.　AESの原理
3.　AES測定機器
3.1　電子ビームの発生
3.2　分光器の仕組み
3.3　分光器の焦点
4.　定性分析
5.　定量法
5.1　相対感度法
5.2　純物質を基準として用いる方法
5.3　カーブフィッティング法
6.　深さ方向の組成分布の測定
6.1　スパッタ速度
6.2　スパッタ法による深さ方向測定の位置分解能
6.3　選択スパッタ
6.4　深さ方向の分布の特殊な求め方
7.　測定例
8.　おわりに
第5節　電子線回折
1.　はじめに
2.　回折パターンの読み方?基礎事項
3.　反射高速電子線回折
3.1　実験法
3.2　RHEEDパターンの解釈
3.3　定性的な解析-運動学的回折理論による解析
3.4　定量解析-多種散乱法による強度解析
3.5　MBE成長中のRHEED強度振動
4.　LEEDによる表面構造解析
4.1　実験法
4.2　定量的解析-多重散乱理論による解析
4.3　解析例
4.4　散乱ポテンシャル
4.5　LEED散漫散乱-吸着初期過程での原子位置
第6節　走査トンネル顕微鏡
1.　STMとは
2.　STMの基本構成
2.1　トンネル電流
2.2　機械的構造
2.3　探針制御糸
2.4　探針
2.5　表示装置
3.　動作モードとSXM
3.1　基本動作モード(定電流モード)
3.2　高さ一定モード
3.3　SXM
4.　「定義された表面」の出現
5.　大面積走査の問題点
6.　大気中STMの問題点

第3章　陽電子ビームによる表面解析
第1節　低速陽電子消滅による半導体素子の解析
1.　はじめに
2.　プローブとしての陽電子の個性と可能性
3.　陽電子と物質の相互作用
4.　陽電子源
4.1　かなり長寿命の放射性同位元素の利用
4.2　やや短寿命の放射性同位元素の利用
4.3　短寿命の放射性同位元素の利用
4.4　電子ライナックによる対生成の利用
4.5　原子炉中で発生するγ線による対生成の利用
5.　低速陽電子ファクトリー
6.　陽電子を利用した分析法
6.1　陽電子・電子対消滅を利用するもの
6.2　回折やエネルギー損失のような電子でも起こる現象を利用するもの
6.3　負の陽電子仕事関数に由来する陽電子特有の表面過程を利用するもの
7.　エネルギー可変単色偏食陽電子ビームによる半導体の表面・界面近傍の欠陥の解
析
7.1　半導体中の原子空格型欠陥の陽電子消滅に及ぼす効果の起源について
7.2　単色陽電子線によるイオン注入誘起欠陥の深さ分布の測定
7.3　化合物半導体へのドーピング誘起欠陥の検出
7.4　薄膜中の欠陥,　界面欠陥の検出
8.　低速陽電子ビームの将来展望

第4章　イオンビームによる表面解析
第1節　質量スペクトロメトリー
1.　はじめに
2.　二次イオン質量分析法
2.1　SIMSの原理と特徴
2.2　装置
2.3　二次イオンの発生
2.4　ダイナミックSIMSによる高感度不純物分析
2.5　スタティックSIMSによる表面分析
2.6　今後の展望
3.　スパッタ中性粒子質量分析法
3.1　SNMSの原理
3.2　SNMSの装置と特徴
3.3　SNMSを用いたいくつかの応用例
第2節　ラザフォード散乱スペクトロメトリー
1.　原理
2.　ピークプロファイルと深さ方向の濃度分析
3.　定量分析の基礎
4.　低エネルギーイオン散乱スペクトロメトリー
5.　中速イオン散乱スペクトロメトリー
5.1　金属の表面溶融の測定
5.2　薄膜生成プロセスの解析
6.　高速イオン散乱スペクトロメトリー,　ラザフォード後方散乱スペクトロメトリ
ー
6.1　酸処理による軟質ガラスの表面の変化の観察
6.2　酸化膜を成長させた高純度シリコン基板
6.3　Ni/SiO2/SiのRBSスペクトル
6.4　Si上にPd,　Coを蒸着しアニールした試料表面の変化
6.5　表面および界面の酸化の解析
6.6　高超伝導体薄膜の分析
6.7　スズをイオン注入したシリコン表面層の解析
6.8　16O(α,　α)16O共鳴散乱を用いた酸化皮膜のRBSスペクトル
6.9　重イオンの後方散乱-TOF検出による高エネルギー分解能RBSスペクトル
7.　チャンネリング
8.　チャンネリングによる格子欠陥の研究
8.1　SrTiO3の<110>表面上に生長させた超伝導薄膜のチャンネリングに
よる解析
9.　ブロッキング
10.　弾性反跳法(ERDA)
10.1　水素をイオン注入したアルミニウム中の水素のデプスプロファイリング
10.2　Si(111)の7×7上の原子状水素の吸着の観察
第3節　イオンビームアナリシス
1.　イオンビーム(荷電粒子ビーム)
2.　中性およびイオン衝突光反射による化学分析
3.　粒子誘起X線発光スペクトロメトリー
4.　イオン誘起オージェ電子スペクトロメトリー
5.　粒子放射化-即発γ線スペクトロメトリー
5.1　クーロン励起法
5.2　放射性捕獲反応
6.　共鳴核反応分析(NRA)による深さ方向の元素濃度プロファイリング
6.1　ソーダガラス表面の水素とナトリウムのデプスプロファイリング
6.2　水素を電解注入したチタン表面の水素のデプスプロファイリング
6.3　水素含有アモルファスシリコン中のP,　Bのデプスプロファイリング
6.4　B+イオンを注入した鋼表面ホウ素の分析
6.5　1H(15N,　αγ)12C核反応の共鳴エネルギードップラー幅測定による
表面の吸着水素の分析
7.　荷電粒子放射化分析
7.1　核反応分析によるアルミニウム,　リチウム合金からのリチウム蒸発速度の測定

第5章　光による表面解析
第1節　赤外分光法による表面分析
1.　はじめに
2.　赤外分光法の概略
2.1　FTIR法の原理
2.2　FTIR法の特徴
3.　透過法
4.　反射吸収法
4.1　RASの原理と測定系
4.2　応用
5.　ATR法
5.1　ATR法の原理
5.2　特徴と応用
6.　拡散反射法
6.1　KM理論
6.2　測定用光学系
6.3　測定上の注意と応用例
7.　光音響法
7.1　光音響法の原理
7.2　光音響セル
7.3　特徴と応用
8.　顕微測定法
8.1　赤外顕微鏡の構成
8.2　赤外顕微鏡の応用
第2節　光熱効果,　光音響効果を利用した表面解析
1.　はじめに
2.　PASの原理
2.1　PASの基本原理
2.2　固体試料のPAS理論
3.　PAS装置
4.　PASの特徴
5.　表面解析への応用
5.1　FTIR/PASと表面被覆物,　被覆下基板のスペクトル測定
5.2　表面被覆物の厚さや物性測定
5.3　深さ方向分析
5.4　局所分析
6.　光音響顕微鏡
7.　レーザー誘起超音波による表面波の生成と音波物性の計測
8.　おわりに
第3節　ラマンスペクトロメトリーによる表面分析
1.　ラマン効果
2.　測定法
3.　ラマン分光法による表面および表面微小部の測定
3.1　通常の方法による測定
3.2　全反射ラマン分光法による測定
3.3　SERSによる測定
3.4　ラマンマイクロプローブ法による測定(二次元ラマン分光法による測定を含
む)
4.　おわりに
第4節　レーザーマイクロプローブ質量スペクトロメトリー
1.　はじめに
2.　概要
3.　各種材料への応用
3.1　金属及び無機化合物への応用
3.2　有機・高分子化合物への応用
4.　イオン生成の機構
5.　問題点およびその解決法
第5節　X線光電子分光法
1.　はじめに
2.　XPSの原理
2.1　電子の結合エネルギー
2.2　化学シフト
2.3　表面分析
3.　XPSの装置
3.1　X線光源
3.2　分光器(アナライザー)
3.3　真空系
3.4　データ取り込み,　処理
4.　測定を始める前に
4.1　事前調査
4.2　装置のエネルギー較正と測定条件の決定
4.3　装置の幾何学的位置の較正
4.4　分析表面
5.　測定法および測定例
5.1　元素の同定
5.2　化学状態の分析
5.3　サテライトピーク
5.4　XPSの定量性
5.5　深さ方向分析
5.6　絶縁物の分析
5.7　測定例
6.　おわりに
第6節　X線スペクトロメトリーによる表面分析
1.　はじめに
2.　固体表面の薄膜分析
3.　薄膜のXRF分析
4.　軽元素のXRF分析
5.　全反射蛍光X線
6.　TRXRFによるSiウエハの表面層および表面汚染分析
7.　TRXRFによる薄膜表面近傍層の微量分析
8.　TRXRFによる薄膜の膜厚測定
9.　おわりに
第7節　XANES,　EXAFSによる表面分析
1.　はじめに
2.　表面XANES,　EXAFSの実験法
2.1　分光光学系
2.2　蛍光X線収量法による測定法
2.3　電子収量法による測定
3.　表面XANESによる分子配向の決定
4.　XANESによるその他の応用例
5.　表面EXAFSによる表面局所構造の決定
6.　表面XANES,　EXAFS法の問題点と今後の展望
第8節　転換電子メスバウアースペクトロメトリーによる固体表面層,　薄膜中の鉄,
　スズの化学状態,　磁気構造の解析
1.　メスバウアースペクトロメトリーとは
2.　計測の方法
3.　メスバウアーパラメーター
3.1　無反跳フラクション
3.2　アイソマーシフト
3.3　四極子分裂
3.4　磁気分裂
3.5　超常磁性
4.　鉄(57Fe)のCEMスペクトルの応用例
4.1　非晶質層の分析
4.2　イオン注入層に生成した物質の同定
4.3　合金層をもつ鋼表面の分析
4.4　真空焼鈍によるインバー合金(Fe-36Ni)の表面層の内部磁場の変化
4.5　硬化処理した鋼表面の分析
4.6　センサー表面の化合物の化学状態変化
4.7　磁場ディスクの薄膜の分析
4.8　低温処理した鋼の破壊表面
5.　スズ(119mSn)のメスバウアースペクトル
5.1　119Sn　CEMSおよび57Fe　CEMSによるブリキの界面相の組成
変化の分析
5.2　酸化スズ(IV)ガスセンサーの感応機構
5.3　ITO透明半導体のスズの状態分析

第6章　新しい表面解析法
第1節　SEELFS
1.　電子線を用いた微細構造スペクトル
2.　実験および解析方法
3.　応用例
3.1　(Ti)
3.2　(Ni)
3.3　(Cu)
3.4　(O/Ni)
4.　EAPFS法
5.　まとめ
第2節　X線回折法による表面解析
1.　はじめに
2.　X線定在波法
2.1　X線定在波法の原理と特徴
2.2　特殊なX線定在波法
2.3　測定法と測定技術
3.　X線表面回折法
3.1　X線表面回折法の原理と特徴
3.2　微小角入射X線表面回折法
3.3　広角入射X線表面回折法
第3節　ルミネッセンス法
1.　ルミネッセンスの原理と測定法
2.　イオンビーム励起ルミネッセンス
3.　超格子構造のルミネッセンスとマッピング
4.　まとめ
第4節　高分解電子エネルギー分光法(HREELS)
1.　はじめに
2.　高分解電子エネルギー損失分光装置
3.　電子の散乱機構
4.　表面フォノンのエネルギー分散の測定原理
5.　吸着分子の振動
6.　層状物質の表面フォノン
7.　岩塩型結晶構造物質の表面フォノン
8.　おわりに

第7章　総合解析
1.　最適な表面分析法の選択
2.　複数の表面分析機器を用いての分析
3.　市販されている代表的な表面分析装置
3.1　電子スペクトロメーター
3.2　光スペクトロメーター
3.3　質量スペクトロメーター
3.4　イオンスペクトロメーター
4.　複合型表面分析装置
5.　標準試料
6.　測定の依頼
7.　まとめ