放射光を用いた高エネルギーX線光電子分光法によるSi(100)酸化薄膜の深さ方向分析

Application of high-energy synchrotron-radiation X-ray photoelectron spectroscopy to the depth profile analysis of oxide layer on Si(100) surfaces

山本 博之; 馬場 祐治  ; 佐々木 貞吉

Yamamoto, Hiroyuki; Baba, Yuji; Sasaki, Teikichi

X線光電子分光法(XPS)における分析深さは、光電子の平均自由行程に依存する。光電子の平均自由行程はその運動エネルギーによって決まることから、放射光のようなエネルギー可変の励起源を用いた場合、分析深さは励起エネルギーに伴って変化する。これらの関係から、放射光を励起源として用いることによって、従来困難であったXPSの非破壊的な深さ方向分析への応用が可能になることが考えられる。本研究では、通常より励起エネルギーの高い1.8~6.0keVの放射光を励起源とするX線光電子分光装置を試作した。この装置を用い、1)均一な厚みを持つSi(100)表面のSiO薄膜の膜厚測定、および2)深さ方向に不均一な濃度分布を持つ10keV、Oイオン注入したSi(100)の深さ方法分析を試みた。この結果、5%以内の精度でのSiO薄膜の膜厚測定および10nm程度までの深さプロファイル測定が非破壊で可能であることが明らかとなった。

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