SiC合金層/Si(001)表面における酸化誘起炭素拡散; 酸化膜成長とエッチング条件での比較

Oxidation-enhanced difusion of C atoms on SiC alloy layer/Si(001) surface under oxide growth and etching conditions

穂積 英彬*; 小川 修一*; 吉越 章隆 ; 石塚 眞治*; Harries, J.; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*

Hozumi, Hideaki*; Ogawa, Shuichi*; Yoshigoe, Akitaka; Ishizuka, Shinji*; Harries, J.; Teraoka, Yuden; Takakuwa, Yuji*

SiC合金層の酸化過程を調べるため、p型Si(001)表面にCHを曝露することにより形成したSiC合金層の酸化過程をリアルタイムXPSで調べた。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学反応解析装置で行った。ラングミュア型吸着(773K)では、炭素原子は酸化されずSiO/Si界面で濃縮されるため、酸化誘起歪みによってC原子が拡散することがわかった。一方、二次元島成長(933K)では、SiO脱離によって酸化開始後6000sで表面が約38層エッチングされたにもかかわらず炭素濃度は20%程度しか減少しなかったことから、SiO脱離においてC原子拡散の促進が示唆された。

The oxidation kinetics on the SiC alloy layer has been investigated using the real-time XPS measurement. Experiments were performed at the BL23SU of SPring-8. The SiC alloy layer was formed with exposing a p-type Si(001) surface to ethylene, and the SiC alloy layer was oxidized at Langmuir-type adsorption (773 K) and 2D oxide island growth (933 K), respectively. In case of Langmuir-type adsorption, it is found that no carbon atoms are oxidized and carbon concentration at the SiO/Si interface increases. These results indicate the carbon atom condensation occurs, leading to the SiO/SiC/Si layers formation. On the other hand, the carbon concentration decrease by 20% in spite of the etching of 38 Si layers in the 2D oxide island growth. Based on these results, it is found that the diffusion of carbon atoms is occurred due to not only oxide growth but also Si etching.