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試料表面（数nm程度の深さ）の元素の種類、存在量、化学結合状態評価に有効
XPSは、Ｘ線照射により放出される光電子の運動エネルギー分布を測定し、試料表面（数nm程度の深さ）に存在する元素の種類・存在量・化学結合状態に関する知見を得る手法です。化学結合状態に関する知見が得られるため、別名ESCA : Electron Spectroscopy for Chemical Analysis とも呼ばれています。 ・固体表面（約2～8nm）の元素の定性・定量が可能 ・化学結合状態分析が可能 ・非破壊で分析が可能 ・深さ方向分布（イオンスパッタを併用）の測定が可能 ・絶縁物の測定が可能 ・雰囲気制御下での測定が可能
試料表面の組成の定性・定量や仕事関数評価に
UPSは、紫外光照射により放出される電子の運動エネルギー分布を測定し、試料極表面（数nm程度以下）の価電子状態に関する知見を得る手法です。その一方で、高いエネルギー分解能を利用して各種金属材料の仕事関数評価にも用いられています。 XPS分析と併せて測定が可能なため、試料表面組成の定性・定量や結合状態と仕事関数値との相関を調べることが可能です。
目的に合わせた測定条件で評価を行います
LEDやパワーデバイスに用いられるGaN膜について、XPSを用いて組成・結合状態を評価した例を紹介します。成膜条件や表面処理等により、組成や結合状態がどのように変わるのかを把握しておくことは、プロセス管理等に有効です。 評価の際は、目的に応じて使用するX線を適切に選択することが重要です。着目ごとの測定条件を併せてご紹介します。
XPS： X線光電子分光法
XPSは試料表面(数nm程度の深さ)の組成・結合状態に関する知見を得る手法ですが、イオン照射によるスパッタエッチングを組み合わせることで、試料内部や深さ方向分布の評価も可能です。 但し、スパッタエッチングを伴う評価ではXPSの原理及び測定機構から、吸着酸素の影響を受けて酸素量が本来の組成より過大評価される場合があり、注意が必要です。 酸素が吸着し易い試料(Ti、TiN、AlN等)の評価や微量酸素に着目した評価の場合には吸着酸素の影響が大きくなるため、試料間比較やSIMSでの分析を推奨しています。
～XPSと計算シミュレーションの比較から～ 価電子帯スペクトルからの電子状態解析
XPSは内殻準位からの光電子スペクトルより物質の組成・結合状態を評価する手法です。一方でフェルミ準位近傍には最外殻電子の状態を反映した価電子帯スペクトルが現れます。本資料では、Sn酸化物に対して第一原理計算によって算出した状態密度とXPSによって取得した価電子帯スペクトルを比較、考察することで、Sn酸化物に対する還元処理の検証を行った事例をご紹介します。 計算シミュレーションを用いることで取得したXPSスペクトルの理解を深めることが可能です。
![[HAXPES]硬X線光電子分光法](https://image.mono.ipros.com/public/product/image/e31/2001512026/IPROS13284235485210605376.jpg?w=280&h=280)
HAXPESは、XPS（X線光電子分光）の励起光に硬X線を用いた分析手法です。
HX-PES、HXPESとも呼ばれます。 高エネルギーなX線励起により通常のXPSよりも数～約10倍深い、50nm程度までのバルク状態評価、ダメージレスな界面の結合状態評価を行うことができます。 この装置はGaKα線源（9.25keV）を搭載した実験室機のため、試料作製から測定までのタイムラグを短縮可能です。 ・バルク敏感（～50nm程度）な状態評価 ・非破壊での埋もれた界面の結合状態評価 ・深い内殻軌道を用いた評価（XPSで重畳するオージェピークの回避、分裂のない1s軌道を用いた解析） GCIB（Gas Cluster Ion Beam）によるスパッタを併用した測定や角度分解測定、Al線源（1.49keV）、中和銃、大気非暴露測定などのオプションも備えています。 ・GCIBによるダメージレスなスパッタクリーニング※デプスプロファイルは原則不可 ・Al線源や角度分解測定を用いた結合状態の深さ方向比較 ・大気非暴露下での評価
