Si(001)表面酸化中の界面歪みSi層の高輝度放射光XPSによる追跡

Real-time monitoring of interfacial strained Si layers during oxidation on Si(001) surface by XPS using high brightness synchrotron radiation

小川 修一*; 吉越 章隆 ; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*

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

放射光を用いた高分解能O1s, Si2p光電子分光を用いて、SiO/Si界面歪みに由来する点欠陥発生の見地からSi(001)表面の層状酸化の反応機構を研究した。第一,第二歪みSi層と同定されているSi2pスペクトルにおけるベータSiとアルファSiが、段階的な基板温度上昇の最中に急激に減少することが観測された。O1sピーク位置から見積もられたバンド曲がりの変化のために、観測されたベータSiとアルファSiの減少が加熱によるSiOネットワークの構造緩和ばかりでなくSiO/Si界面での点欠陥の発生に関連するということがわかった。

High resolution O1s and Si2p photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation was employed to clarify layer-by-layer oxidation reaction mechanisms at an Si(001) surface from a viewpoint of point-defect generation due to oxidation-induced strain at SiO/Si interface. Beta- and alpha-Si components in Si2p spectra, which are assigned to the first and second strained Si layers, show significant decrease during step-by-step temperature increase. Because of the band bending measured by O1s peak position, the observed decrease of beta-Si and alpha-Si components is assigned to not only by a structural relaxation of SiO network due to thermal annealing effects, but also due to point-defect generation at SiO/Si interface.