Oxidation of Si(001) with a hyperthermal O-atom beam at room temperature; Suboxide distribution and residual order structure

超熱酸素原子ビームによるSi(001)の室温酸化; サブオキサイド分布と残留配列構造

田川 雅人*; 十河 千恵*; 横田 久美子*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; 志村 考功*

Tagawa, Masahito*; Sogo, Chie*; Yokota, Kumiko*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Shimura, Takayoshi*

放射光光電子分光法(SR-PES)と結晶切断ロッド(CTR)散乱法を用いて5eVの原子状酸素ビームで室温酸化されたSi(001)表面の極薄酸化膜を調べた。SR-PESスペクトルからはサブオキサイドが界面よりも表面に多いことがわかった。CTR散乱データからは(1 1 0.3-0.8)近傍の強度が小さいことから酸化膜のSiOはあまり配列構造を取っていないことがわかった。これらは格子間Si原子の逆拡散で説明できる。

Synchrotron radiation photoelectron spectroscopy (SR-PES) and crystal truncation rod (CTR) scattering profiles were used to investigate an ultrathin SiO overlayer on an Si(001) surface formed by a 5 eV O-atom beam at room temperature. The SR-PES spectra indicated that the suboxides in the O-atom-beam oxidized film were concentrated on the SiO surface rather than at the Si/SiO interface. The CTR scattering data of the O-atom-beam oxidation film had a lower intensity near (1 1 L) (0.3-L-0.8), suggesting a lower content of the SiO ordered structure in the oxide film. An inverse diffusion of the interstitial Si atoms in the oxidation kinetics can explain the data.