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放射光照射を用いたSiO_2脱離によるSi表面クリーニングおよび表面加工

利用同步辐射的SiO_2脱附硅表面清洁和表面处理

基本信息

批准号：
14750245
负责人：
野々垣陽一
金额：
$ 1.86万
依托单位：
Institute for Molecular Science (2004)Okazaki National Research Institutes (2002-2003)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

平成14年度より設計・建設してきたアンジュレータビームラインが平成15年12月に完成し、平成16年1月よりアンジュレータ照射とSTM観察を組み合わせた実験を開始した。Si上SiO_2の脱離反応に先立ち水素吸着Si(111)表面上での光刺激水素脱離反応観察を行った。水素吸着Si表面は表面科学の基礎的問題として、また、半導体素子作製の観点からも重要な系であり、光刺激による水素-Si結合の解離機構を理解することは大きな意味がある。応用として光刺激脱離を用いたH-Si表面における水素パターン形成などが考えられる。H-Si表面上の光刺激水素脱離に関する報告例は多いものの脱離イオン観測がほとんどであり、中性脱離種に着目した表面反応の研究はきわめて少なく、STM観察により脱離後の表面を解析することの意義は大きい。水素吸着表面はSi基板を超高真空下で清浄化した後、原子状水素を供給することにより形成させた。そこへ高輝度アンジュレータ光を照射した。照射後の表面には小さな明点が多数現れ、光照射により表面が変化することが分かった。この明点は水素脱離により生じたSiのダングリングボンドであると考えられ、光照射により水素が脱離することが示唆された。光刺激水素脱離の機構を明らかにするため、この明点密度と照射した光エネルギーとの関係を調べた。光刺激脱離反応にはSi-H結合軌道電子励起によるMGR機構とSi 2P内殻電子励起によるNF機構が考えられる。アンジュレータから放射される光を、68eV、84eV、113eVと変化させ照射した結果、Si 2p内殻電子遷移付近で明点密度の大きな変化は観察されなかった。これはSi-H結合軌道電子励起が主要な脱離機構であることを示している。上記の研究結果は第14回真空紫外光物理学国際会議(VUV-14)、及び、第51回アメリカ真空学会(AVS-51)で報告された。

Heisei 14 design, construction, construction, completion, Heisei 15 December, Heisei 16 January A Study on the Photo-Stimulated Reaction of Water Element on Si(111) Surface Water adsorption on Si surfaces is a fundamental problem in surface science. It is important to understand the mechanism of water adsorption on Si surfaces by photostimulation. The surface of H-Si is stimulated by light. The study of photo-stimulated water element detachment on H-Si surface is of great significance. Water adsorption surface of Si substrate is cleaned under ultra-high vacuum, and atomic water is supplied. High brightness light exposure After irradiation, most of the light spots appear on the surface, and the light irradiation changes the surface. The light points are separated from the water elements, and the light rays are separated from the water elements. Light stimulation of water release mechanism, light spot density and light production Photostimulated dissociation reaction Si-H bond orbital electron excitation MGR mechanism Si2P inner shell electron excitation NF mechanism The radiation intensity of Si 2 p was 68eV, 84eV and 113eV, respectively. The electron migration of Si 2p inner shell was close to the bright spot density. Si-H bond electron excitation is the main mechanism for separation. The results of this study were presented at the 14th International Conference on Vacuum Ultraviolet Photophysics (VUV-14) and the 51st International Conference on Vacuum Science (AVS-51).