酸素によるSi(001)表面エッチングにおける炭素濃縮

Concentration of carbon in the etching of Si(001) surface by oxygen molecules

穂積 英彬*; 小川 修一*; 吉越 章隆 ; 石塚 眞治*; Harries, J.; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*

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

Si合金層の酸化メカニズムを明らかにするため、Si(001)基板にCHを曝露することで形成されたSiC合金層の酸化反応過程を調べた。実験はSPring-8のBL23SUの表面化学反応解析装置で行った。炭素濃度が4.5%のSiC合金層を963Kで酸化した。合金層の酸化速度は清浄Si表面よりも大きくなることがわかった。また、SiO脱離によって表面45層がエッチングされたにもかかわらず、C1s光電子強度が約10%しか減少しなかったことから、C原子は酸化誘起歪みによって基板側へ拡散していることが示唆された。

The oxidation kinetics on the SiC alloy layer was investigated using the real-time XPS measurement to reveal the oxidation mechanism of Si alloy layer. Experiments were performed using the surface reaction analysis apparatus placed at the BL23SU of SPring-8. The SiC alloy layer was formed with ethylene (CH) exposure to Si(001) surface and then that surface was oxidized at 963K. An oxidation rate of the SiC alloy layer is faster than that of a clean Si surface. The C 1s photoelectron intensity decreased by 10% in spite of the etching of 45 Si layers due to SiO desorption. Based on these results, it is suggested that all C atoms diffuse into Si substrate due to oxidation-induced strain.