Si(111)表面上準安定吸着酸素分子の酸化膜被覆率依存

Oxide caverage dependence of metastable oxygen molecules adsorption on Si(111) surface

西本 究*; Tang, J.*; 小川 修一*; 吉越 章隆 ; 石塚 眞治*; 渡辺 大輝*; 寺岡 有殿; 高桑 雄二*

Nishimoto, Kiwamu*; Tang, J.*; Ogawa, Shuichi*; Yoshigoe, Akitaka; Ishizuka, Shinji*; Watanabe, Daiki*; Teraoka, Yuden; Takakuwa, Yuji*

本研究ではSi(111)77表面室温酸化過程におけるOの挙動を解明するために、酸素吸着曲線,仕事関数,バンドベンディング,酸素原子とSi原子の化学結合状態を光電子分光によりリアルタイム観察した。酸化実験は東北大学の紫外線光電子分光とSPring-8/BL23SUのX線光電子分光装置を用いて行った。p型Si(111)77表面を純度99.99%の乾燥酸素を用いて酸化させた。基板温度は室温で、酸素圧力は1.510Paである。O2p光電子強度から求めた酸化膜被覆率が20%のときO供給を停止した。O供給停止後、酸素被覆率はわずかな増加にもかかわらず、急激な0.6eVの仕事関数の変化が見られた。Si2p光電子スペクトルから求めたバンドベンディングは0.04eVであるので、仕事関数の変化は表面電気二重層の変化によりもたらされたことが示唆された。また、O供給停止後に酸素吸着状態が顕著に変化することが、O1s光電子スペクトルから観察された。光電子スペクトル解析と仕事関数の変化から、Oが解離して内部に潜り込み、酸化状態がpaulからins/triに変化したことがわかった。

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