Direct insertion of oxygen atoms into the backbonds of subsurface Si atoms using translational energies of oxygen atom beams

酸素原子ビームの並進運動エネルギーを用いたサブサーフェイスのシリコン原子のバックボンドへの酸素原子の直接挿入

田川 雅人*; 横田 久美子*; 裙本 晋之助*; 十河 千恵*; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿

Tagawa, Masahito*; Yokota, Kumiko*; Tsumamoto, Shinnosuke*; Sogo, Chie*; Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden

Si(001)表面のSi原子の直接酸化反応をエリプソメトリ及び放射光光電子分光法で研究した。その場エリプソメトリ測定から、2.7-5.0eVの運動エネルギーを有する酸素原子ビームでは酸化膜厚が0.6-0.7nmまで直線則に従うが、1.8eVの運動エネルギーでは0.3nmで直線則から外れることが明らかになった。これらの結果は、2.7-5.0eVの運動エネルギーを有する酸素原子ビームを用いるとSiのバックボンドが直接酸化されることを示唆している。

A direct oxidation reaction of Si atoms on an Si(001) surface was studied by ellipsometry and synchrotron radiation photoemission spectroscopy. In-situ ellipsometry measurements when exposed to 2.7-5.0 eV O atom beams indicated that oxide growth followed a linear relationship with an O atom fluence up to an oxide thickness of 0.6-0.7 nm. In contrast, the limit of linear growth was 0.3 nm in the case of the 1.8 eV beam. These results suggest that the backbonds of Si atoms in the first layer are directly oxidized by O atom with a translational energy between 2.7-5.0 eV.