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Quantitative XPS analysis of chlorine reaction

１．発表題目. Quantitative XPS analysis of chlorine reaction on Si(111)-(7×7). ９８４５０２３. 片岡　祐己. ２．吸着塩素を定量化する必要性. Cl. 塩素吸着量の決定. Si. 塩素被覆率の決定. Cl. Si. 塩素飽和吸着に至るまでの塩素被覆率から吸着過程の貴重な手掛かりが得られる. 塩素吸着・脱離過程の解明. ３．実験装置. 光電子分光測定時. 塩素被曝時. 塩素を一定圧力で導入.

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Presentation Transcript

  1. １．発表題目 Quantitative XPS analysis of chlorine reaction on Si(111)-(7×7) ９８４５０２３ 片岡　祐己

  2. ２．吸着塩素を定量化する必要性 Cl 塩素吸着量の決定 Si 塩素被覆率の決定 Cl Si 塩素飽和吸着に至るまでの塩素被覆率から吸着過程の貴重な手掛かりが得られる 塩素吸着・脱離過程の解明

  3. ３．実験装置 光電子分光測定時 塩素被曝時 塩素を一定圧力で導入 MgKα 1253.6 eV HSA Vac.Chamber 1×10－5 Pa Vac.Chamber 3~5×10-6 Pa 塩素被曝量を定義 TMP 1~8×10-7 Pa 1L=1×10－4 Pa・s RP SIP 真空装置固有の値 : Si(111) wafer SIP:スパッタイオンポンプ HSA:静電半球アナライザ－ RP:ロータリーポンプ TMP:ターボ分子ポンプ

  4. ４．X線光電子分光法 エネルギーダイアグラム 真のピーク 判断 バックグラウンド 散乱 l=2,Cl,Si orbit Fermi 0 hv=1253.6 eV valence Si 2p 99,100 Cl2p 149 Si 2s hv =1253.6 eV 成長 200,202 Cl 2p 270 Cl 2s Si 3s 1839 2823 Cl 3s E (eV) Cl2p 吸着塩素を定量化

  5. ５．塩素吸着過程～吸着量の推移 Cl2pスペクトル 吸着量と被曝量 測定 30分後　 Clean Si 塩素被曝 結論 10L被曝 1150℃ XPS測定 直後 吸着は十分に飽和

  6. ６．塩素吸着過程～吸着過程 ：占有吸着点密度 ：非占有吸着点密度 １次過程 原子吸着 ２次過程 分子解離吸着 結論 2次過程 １次過程 吸着過程 隣接する電子状態が影響 （分子解離吸着）

  7. ７．塩素脱離過程 吸着量と被曝量 Cl2pスペクトル 測定 Cl 6L Clean Si satu. Cl/Si 結論 15分後 1150℃ 400℃加熱１ｓで塩素吸着量は1/4に減少 XPS測定 400℃加熱 直後

  8. ８．塩素吸着状態～Ｓｉ２ｐケミカルシフト Si2pスペクトル Cl2pスペクトル FWHM FWHM 結論 Chemical shift ケミカルシフトのエネルギー幅は 本実験装置の分解能以下である Cl Si 1+ 0．93 eV 2+ 1.83 eV 3+ 2.73 eV R.D.Schnell et al.:Phys.Rev. B 32（1985）

  9. ９．まとめ Cl2Pの信号強度 吸着量の決定 10L塩素被曝 吸着は十分飽和 吸着過程 隣接する電子状態が影響 （塩素分子解離吸着） Si2pケミカルシフト 本実験装置では不可

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