Study of laser-stimulated desorption on Cl/Si(111) surfaces

Abstract

The desorption process of laser-irradiated chlorine-adsorbed silicon(111)-7 x 7 surfaces has been studied with XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy). The purpose of this study is to obtain macroscopic information of laser irradiated chlorine-adsorbed silicon surfaces. UV (Ultraviolet) light from an excimer pulsed laser was used stimulate the chlorinated silicon(111) surfaces. Before and after the irradiation, the photoemission spectra from the Si-2p core level were taken at BL (Beamline)-2. On chlorine-adsorbed silicon surfaces, chemical shifts for Si-2p signal assigned from chlorine-adsorbed silicon was numerically fitted with 1 eV separation for each shift. Increasing laser irradiation shot number, core level signals for SiCl2 and SiCl3 were decreased. These results suggest that poly-chlorides are desorbed by laser stimulation, as expected in the STM (Scanning Tunneling Microscopy) observation and mass spectroscopy of desorbing species. And mono-chlorides on silicon surface were stable against laser excitation.

レーザ照射した塩素吸着シリコン(111)-7×7表面の脱離プロセスをXPS(X線光電子分光法)により研究した。本研究の目的は、レーザ照射した塩素吸着シリコン表面の巨視的情報を得ることである。エキシマパルスレーザからの紫外光を塩素化シリコン(111)表面の誘発に使用した。Si-2pコア準位からの光電子放出スペクトルをビームライン2で照射前後に観測した。塩素吸着シリコン表面上で、塩素吸着シリコンからのSi-2p信号の化学シフトを、各シフトに対して1eVの分離で数値的に適合した。レーザ照射の度数が増すと、SiCl2およびSiCl3に対するコア準位信号は減少した。これらの結果は、STM(走査トンネル顕微鏡)観察や脱離種の質量分析で予期されたようにレーザ誘発によりポリ塩化物が脱離されることを示唆した。シリコン表面上のモノ塩化物はレーザ励起に対して安定であった。