SiC合金層/Si(001)酸化反応過程のリアルタイムXPS観察

Real-time XPS observation for oxidation processes of SiC alloy layer on Si(001) substrate

穂積 英彬*; 小川 修一*; 吉越 章隆 ; 石塚 眞治*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*

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

基板歪みがp型Si(001)表面酸化に与える影響を明らかにするため、エチレン(CH)を用いて炭化形成したSiC合金層の酸化過程をリアルタイム光電子分光で調べた。清浄表面での酸化反応と比較することで、酸化速度の変化とC原子の挙動を調べた。実験はSPring-8のBL23SUに設置されている表面化学反応解析装置を用いて行った。酸化速度はSiC合金層表面の方が速くなった。また、バルク強度で規格化したC1s強度は表面酸化ではほぼ一定であり、界面酸化で緩やかに減少することから、C原子は脱離やSiO膜への取り込みが起こらず、Si基板内部へ拡散していることが示唆された。

We investigated that the effect of lattice strain due to displacement for hetero atom on an Si(001) surface by real-time XPS. The SiC alloy layer was formed on a p-type Si(001) surface by carbonization with CH exposure. The oxidation kinesics on the carbonized surface was compared with that on a clean Si surface. Experiments were performed using the surface reaction analysis apparatus placed at the BL23SU of SPring-8. The X-ray photoelectron spectroscopy measurement of C1s, O1s and Si2p was performed during carbonization and oxidation. Oxidation rate on the carbonized surface was faster than that on the clean surface. C1s intensity normalized by Si bulk intensity was almost constant during surface oxidation and then decreased slowly during interface oxidation. It suggests that C atom did not exist in SiO layer and diffuse into the Si substrate.