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分析事例

XPSによる酸化膜付Siウエハの深さ方向分析

X線光電子分光(XPS)は、表面から数nmのごく浅い領域しか分析できませんが、イオンスパッタリングを併用することで、より深い領域までの深さ方向分析が可能になります。深さ方向分析では、元素組成や化学状態の深さ方向の分布などが分かり、層構成や膜厚などの情報も評価できます。ここでは、Arイオンスパッタを用いた酸化膜付Siウエハの深さ方向分析の事例を紹介します。

分析試料

  • 酸化膜付Siウエハ

分析方法

XPS(単色化AlKα線)、スパッタイオン種:Arイオン

分析結果

XPS測定で取得したSi2pスペクトルを図1に、デプスプロファイルを図2に示します。 図1から、スパッタサイクル、すなわちスパッタ時間の増加に伴ってピーク位置が103eV付近から99eV付近にシフトすること、また図2から、OとSiの原子数比(O/Si)が2から0に変化することが確認されました。そのため、基材がSiで表面にSiO2層がある構造であることがデータから確認できます。また、スパッタリングレートが既知の場合は、デプスプロファイルの横軸を「スパッタ時間」から「深さ」に換算することができます。図2において換算した結果、SiO2膜の厚みは約100nmであることが確認されました。


  • 図1 Si2pスペクトル
  • グラフ
    図2 デプスプロファイル
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