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リアルタイム光電子分光による半導体表面準位の新解析法

利用实时光电子能谱分析半导体表面态的新方法

基本信息

批准号：
09750027
负责人：
遠田義晴
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、リアルタイム光電子分光による新たな半導体表面準位同定法を開発することにある。そのため、薄膜結晶成長中に光電子スペクトルを測定でき、かつ同一装置、同一時間に角度分解光電子分光測定を可能にする実験装置の整備・開発を行なった。この装置を用いてSi(100)清浄表面の電子状態について実験・解析した。この表面はダイマーダングリングボンドに由来する表面準位が0.5〜1eVの結合エネルギーをもって存在する事が既に知られている。本研究によって得られた新しい知見等の成果を以下にまとめる。1. 結合エネルギー0〜2eVの表面準位光電子強度振動法により、上で述べたダングリングボンド準位とは別の新しい表面準位が1.3eVに存在することを明らかにした。この準位はバックルドダイマーによる局所的な長周期構造が存在し、これにより表面ブリルアンゾーンが折り込まれた効果と考えられ、本研究で得られた結果は妥当なものである。2. 結合エネルギー2eV以上の表面準位光電子強度振動法により、2eVよりも深い結合エネルギーに表面準位が存在することを明らかにした。これまで表面準位の研究に用いられてきた角度分解型光電子分光では深い準位はバルク準位に隠れてしまいその同定が困難であったが、本研究方法により明確に分離することに成功した。この新しく得られた準位は4eV付近に存在し、理論的に予測されていたダイマーボンドに由来する準位と考えられる。以上の成果から本研究により新たな半導体表面準位同定法の開発に成功したと言える。

The purpose of this study is to develop a new semiconductor surface alignment method for photoelectron spectroscopy. Photoelectron spectroscopy in thin film crystal growth is possible in the same device and at the same time. This device uses Si(100) to clean the electronic state of the surface. The surface level of the surface is 0.5 ~ 1 eV, and the surface level of the surface is 0.5 ~ 1eV. The results of this study are as follows: 1. Combined with the surface level of 0 ~ 2eV, the photoelectron intensity vibration method is used to determine the surface level of 0 ~ 2 eV. The long-period structure of this level and the place where it exists, and the effect and examination of this surface barrier are also discussed. The results obtained in this study are appropriate. 2. Surface level photoelectron intensity vibration method above 2eV This method is successful in solving the problem of surface alignment by angular resolution photoelectron spectroscopy. The new standard is 4eV, and the theoretical prediction is based on the original standard. The results of this study are new and successful in the development of semiconductor surface alignment methods.