Chemical-state-selective mappings for silicon compounds by PEEM combined with synchrotron soft X-ray excitation at the Si K-edge

Si K-吸収端領域の放射光励起による光電子顕微鏡を用いたシリコン化合物の化学結合状態を選別した像観察

馬場 祐治  ; 関口 哲弘  ; 下山 巖   ; 平尾 法恵*; Deng, J.

Baba, Yuji; Sekiguchi, Tetsuhiro; Shimoyama, Iwao; Hirao, Norie*; Deng, J.

放射光軟X線によるX線吸収分光法(XAFS)と光電子顕微鏡(PEEM)を組合せることにより、固体表面の原子価状態に依存した局所分析手法を開発し、同法をシリコン化合物の表面分析に応用した。紫外光源を用いた予備実験では、同手法は30ナノメートル以下の空間分解能を持つことがわかった。次にシリコン表面に7.5ミクロンの間隔を持つSiとSiOから成る平坦なマイクロパターンを作成し、Si K-吸収端領域の放射光軟X線を用いて像観察を行った。X線のエネルギーをSiのXAFSスペクトルにおけるSi 1ssigma*共鳴吸収ピーク(1840eV)に合わせた場合と、SiOのXAFSスペクトルにおけるSi 1ssigma*共鳴吸収ピーク(1847eV)に合わせた場合では、像の輝度が反転した。像の各ドメインにおける輝度をX線エネルギーに対してプロットした結果、全電子収量法で測定したSi及びSiOのXAFSスペクトルと同様な曲線が得られた。このことから、開発した手法は、化学結合状態のみに依存した像観察及び各ドメインにおける顕微XAFS測定に有効であることがわかった。

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