軟X線領域の顕微XAFSによる化学結合状態に依存したSi化合物の画像観察

Chemical-state-selective observations on images for silicon compounds by micro-XAFS using soft X-rays from synchrotron light source

平尾 法恵*; 馬場 祐治  ; 関口 哲弘  ; 下山 巖   ; 本田 充紀   ; 成田 あゆみ

Hirao, Norie*; Baba, Yuji; Sekiguchi, Tetsuhiro; Shimoyama, Iwao; Honda, Mitsunori; Narita, Ayumi

近年の半導体素子など機能性材料の微細化に伴い、ミクロンからナノメートルオーダーのメゾスコピック領域の解析手法が数多く提案されているが、材料の機能を決定する化学結合状態まで含めたナノスケールの解析法は確立されていない。本研究では、化合物の内殻吸収端のエネルギーが化学結合状態によって数eVシフトすることを利用し、エネルギー可変の放射光と光電子顕微鏡(PEEM)を組合せることにより、化学結合状態に依存したナノスケールの画像観察を試みた。試料には、MOSデバイスなどの機能性半導体材料であるSi-SiOのマイクロパターン(周期12.5m)を用いた。PEEM像の輝度の放射光エネルギー依存性から、Si 1s軌道のケミカルシフトを使ったナノメートルオーダーの化学結合状態マッピング測定が可能であることがわかった。また、加熱により界面の横方向の化学結合状態が変化する様子をリアルタイムで観察することに成功した。

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