SiとTi表面での極薄酸化膜形成のリアルタイム表面分析

Growth kinetics of very thin oxide on Si and Ti surfaces studied by real-time surface analytical methods

高桑 雄二*; 小川 修一*; 石塚 眞治*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Takakuwa, Yuji*; Ogawa, Shuichi*; Ishizuka, Shinji*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

本稿では、SiとTi表面での酸化反応をリアルタイム観察するために開発した表面分析法を用いた最近の研究成果を紹介する。酸素吸着曲線,酸化状態,酸化膜厚,酸化膜の表面構造・形態,電子状態の時間発展から極薄酸化膜形成過程を調べるために、オージェ電子分光, 反射高速電子回折(RHEED-AES), 放射光内殻光電子分光(SR-XPS), He-I共鳴線を用いた価電子帯光電子分光(UPS)をリアルタイム表面分析に用いた。RHEED-AESによりSi酸化反応中に酸素吸着速度とエッチング速度を同時に求め、さらに、酸化の体積膨張に伴うSi原子放出を観察した。Ti(0001)表面酸化のRHEED-AES観察では、酸化膜がエピタキシャル成長し、酸素吸着曲線の変化に対応して酸化膜の表面形態が周期的に変化することを明らかにした。O1s, Si2p, Ti2p光電子スペクトルにおいて化学シフトが明瞭に観察され、SR-XPSを用いて酸化状態と酸化膜厚の時間変化を追跡した。UPSは価電子帯の状態密度だけでなく、欠陥準位によるバンドベンディングと仕事関数の情報を酸素吸着曲線と一緒に得るために有用である。

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