Studies of the Si/SiO2 interface by angular dependent X-ray photoelectron spectroscopy

Abstract

The angular-dependent XPS is used for the investigation on thin oxide films (≦ 2nm) on Si(111) single crystals. Core level shifts measured of Si 2pox and 0 Is electrons give qualitative evidence of the existence of an SiOx interface of random bonding nature. The analysis of the decomposed Si 2p peak and of the O ls/Si 2pox intensity ratio reveals the thicknesses of the SiOx interface layer (0.3 to 0.9 nm with distinct dependence on the chemical etching treatment), and of the SiO2 layer as well as the OH-group content. Die winkelabhängige XPS wird zur Untersuchung dunner Oxidfilme auf Si(111)-Einkristallen angewandt. Rumpfniveauverschiebungen der Si 2pox− und 0 ls-Elektronen belegen qualitativ die Existenz der SiOx-Zwischenschicht entsprechend einer random-bonding-Natur. Die Analyse des zerlegten Si 2p-Peaks und das O ls/Si 2pox−Intensitätsverhältnis führen zu SiOx-Schichtdicken (0,3 bis 0,9 nm, abhängig von der chemischen Ätzbehandlung) und SiO2-Schichtdicken, sowie zu Aussagen über die Existenz und Verteilung von OH-Gruppen in den Schichten.