Non-destructive chemical depth profiling with X-ray absorption spectroscopy

X線吸収分光法による化学状態の非破壊深さプロファイリング

山本 博之; 野島 健大; 江坂 文孝  

Yamamoto, Hiroyuki; Nojima, Takehiro; Esaka, Fumitaka

X線光電子分光法(XPS)は非破壊で化学状態を評価する手法として一般的であるが、深さ方向分析を行うためにはイオン照射等の補助手段が用いられることが多い。しかしながらイオン照射は化学状態を変化させるため、非破壊で化学状態の情報を含む深さプロファイリングを行う手法の開発が求められてきた。本研究ではX線吸収分光法(XAS)の分析深さがXPSよりも深いことを利用し、新たに部分電子収量法を併用することにより化学状態を含む深さプロファイリングの可能性を検証した。Si(100)上に数nm蒸着させたAu薄膜を試料として用い、電子エネルギーを変化させてXAS測定を行った結果、Si/Au比は有意な変化を示し、本法により深さプロファイリングが可能であることを明らかにした。

X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is widely used as a non-destructive chemical state analysis method for solid surface. However, depth profiling is often limited due to insufficient analyzing depth. Ion irradiation is often used for depth profiling of XPS, however, chemical state changes are inevitable. Non-destructive analysis is therefore required. In the present study, we examined a method to perform depth profiling with X-ray absorption spectroscopy (XAS) by changing electron energies for detection ranging from 5 to 50 eV using electron spectrometer. Thin Au films (several nm) deposited on Si(100) substrate are used for the specimen. On the basis of the observed results from XAS spectra, significant increase of Si/Au ratio by reducing electron energy. These results indicate non-destructive chemical depth profiling in XAS can be performed by changing electron energies for detection.