JPH0240972B2 - - Google Patents
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- JPH0240972B2 JPH0240972B2 JP54110188A JP11018879A JPH0240972B2 JP H0240972 B2 JPH0240972 B2 JP H0240972B2 JP 54110188 A JP54110188 A JP 54110188A JP 11018879 A JP11018879 A JP 11018879A JP H0240972 B2 JPH0240972 B2 JP H0240972B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、固体表面における原子の配列異常お
よび異種原子の吸着状態の示性分析を行う固体表
面の状態分析方法および装置に関するものであ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method and apparatus for analyzing the state of a solid surface, which performs an explicit analysis of abnormal arrangement of atoms and the adsorption state of foreign atoms on the surface of a solid.
従来、固体表面吸着系の結合状態の分析には、
Ｘ線乃至紫外線を励起源とする光電子分光法、オ
ージエ電子分光法、又は電子エネルギー損失分光
法等の方法がある。 Conventionally, to analyze the bonding state of solid surface adsorption systems,
There are methods such as photoelectron spectroscopy, Auger electron spectroscopy, and electron energy loss spectroscopy that use X-rays or ultraviolet rays as an excitation source.
しかしこれらの分析方法には次に示すような欠
点がある。 However, these analytical methods have the following drawbacks.
(1) 測定されたスペクトルから得られる情報は、
結合に関連する電子のエネルギー準位の位置お
よび幅だけであり、従つてこれらの情報から、
吸着種に対し分子吸着、解離吸着等の結合状態
の分析を行うことは原理的に不可能である。(1) Information obtained from the measured spectrum is
It is only the position and width of the energy level of the electrons involved in the bond, and therefore from this information,
In principle, it is impossible to analyze the binding state of adsorbed species, such as molecular adsorption or dissociative adsorption.
(2) 光電子分光法では光電子励起の際に生ずる終
状態緩和効果のため測定されるエネルギー準位
の位置が不正確になる。(2) In photoelectron spectroscopy, the measured energy level positions are inaccurate due to the final state relaxation effect that occurs during photoelectron excitation.
また、上述したように通常の光電子分光法によ
る吸着系の結合状態の分析では吸着種の有するエ
ネルギー準位の位置および幅が求められるだけで
あり、吸着種の分子構造および結合力の変化を直
接求めることは不可能である。 Furthermore, as mentioned above, conventional photoelectron spectroscopy analysis of the bonding state of an adsorbed system only determines the position and width of the energy level of the adsorbed species, which directly determines changes in the molecular structure and binding force of the adsorbed species. It is impossible to ask.
本発明の目的は、上述した欠点を除去し、高出
力励起光源を用いる多光子励起による光電子放出
を利用して測定した光電子スペクトルから吸着種
の分子振動による微細構造を観測し、この微細構
造から吸着による分子の結合力の変化、分子の組
替え、または解離による構造変化およびこれに要
するエネルギー等を求め得るようにした固体表面
の状態分析方法および装置を提供せんとするにあ
る。 The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, observe the fine structure due to the molecular vibration of the adsorbed species from the photoelectron spectrum measured using photoelectron emission due to multiphoton excitation using a high-power excitation light source, and It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for analyzing the state of a solid surface, which can determine changes in the binding force of molecules due to adsorption, structural changes due to molecular rearrangement or dissociation, and the energy required for this.
本発明の他の目的は、かかる分析結果から固体
表面における吸着分子の化学安定性を解析し得る
ようにした固体表面の状態分析方法および装置を
提供せんとするにある。 Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for analyzing the state of a solid surface, which makes it possible to analyze the chemical stability of adsorbed molecules on a solid surface from such analysis results.
本発明は励起光源として高出力の光源を用いる
ことにより多光子励起による光電子放出を生ぜし
め、これにより得た光電子スペクトルを分析して
吸着分子の分子振動による微細構造を解析すれば
固体表面における原子の配列異常および異種原子
の吸着状態の示性分析を行うことができると云う
事実を認識して成したものである。 The present invention uses a high-output light source as an excitation light source to generate photoelectron emission through multiphoton excitation, and analyzes the resulting photoelectron spectrum to analyze the fine structure caused by molecular vibrations of adsorbed molecules. This was done in recognition of the fact that it is possible to conduct specific analysis of abnormalities in the arrangement of molecules and the state of adsorption of foreign atoms.
本発明の特徴とする方法及び装置は下記の通り
である。 The method and apparatus that characterize the present invention are as follows.
第１発明
光電子分光法により固体表面の状態を分析する
に当り、高出力レーザー励起光源からの光ビーム
を固体試料に照射し、試料表面に存在する構造欠
陥、不純物、或いは吸着分子によつて造られる電
子エネルギー準位を中間状態とする多光子光電効
果を用い、得られたスペクトルの吸着分子の分子
振動による微細構造を解析することにより固体表
面の原子の配列異常および異種原子の吸着状態を
示性分析するようにしたことを特徴とする固体表
面の状態分析方法。First Invention When analyzing the state of a solid surface using photoelectron spectroscopy, a solid sample is irradiated with a light beam from a high-power laser excitation light source to detect structural defects, impurities, or structures formed by adsorbed molecules on the sample surface. By using the multiphoton photoelectric effect, which uses the electronic energy level of the solid as an intermediate state, we can show abnormal arrangement of atoms on the solid surface and the adsorption state of foreign atoms by analyzing the fine structure caused by the molecular vibration of the adsorbed molecules in the obtained spectrum. 1. A method for analyzing the state of a solid surface, characterized in that the surface state of a solid is analyzed.
第２発明
高出力レーザー励起光源と、排気系に連通さ
れ、内部に固体試料、電子エネルギー分析器およ
び電子増倍管を収納した測定室と、前記電子増倍
管の出力を受け、トリガー信号により作動するボ
ツクスカー積分器、および該ボツクスカー積分器
の出力をＹ軸端子に受けると共に前記電子エネル
ギー分析器の走査電圧をＸ軸端子に受けるＸ―Ｙ
記録計を有する計測手段とを具え、トリガー信号
を、前記高出力レーザー励起光源の光ビームから
の分光により作動する光電変換素子から取出し、
固体表面の原子に配列異常および異種原子の吸着
状態を示性分析するようにしたことを特徴とする
固体表面の状態分析装置。Second invention: a high-power laser excitation light source; a measurement chamber that is connected to an exhaust system and houses a solid sample, an electron energy analyzer, and an electron multiplier; and a measurement chamber that receives the output of the electron multiplier; an operating boxcar integrator, and an
a measuring means having a recorder, and extracting a trigger signal from a photoelectric conversion element operated by spectroscopy from a light beam of the high-power laser excitation light source;
A solid surface state analysis device characterized in that it performs an explicit analysis of arrangement abnormalities and adsorption states of foreign atoms on atoms on a solid surface.
図面につき本発明を説明する。 The invention will be explained with reference to the drawings.
本発明方法を実施する装置を第１図に示す。こ
の装置は、高出力励起光源１と、測定室２と、計
測系３とを以て構成する。高出力励起光源１とし
ては尖頭出力が1MW／cm2、パルス幅が１〜
100nsec、繰返し数が５〜25回／secの出力を発生
するレーザー光源を用いる。またレーザー光の波
長は、測定すべき試料によつて異なるが200〜
400nmのものとする。 An apparatus for carrying out the method of the invention is shown in FIG. This device includes a high-power excitation light source 1, a measurement chamber 2, and a measurement system 3. The high-power excitation light source 1 has a peak output of 1 MW/cm 2 and a pulse width of 1~
A laser light source that generates an output of 100 nsec and a repetition rate of 5 to 25 times/sec is used. The wavelength of the laser beam varies depending on the sample to be measured, but the wavelength of the laser beam varies from 200 to
The wavelength shall be 400nm.
測定室２内には試料４、電子エネルギー分析器
５および電子増倍管６を収納する。即ち試料４は
固体とすると共に測定室２の窓７を経てレーザー
光源１からのレーザー光を受け得る位置に配置す
る。この場合劈開、イオンエツチング或いは分子
吸着等の前処理は測定室２内で行い得るようにす
る。また、試料４は電子エネルギー分析器５の電
子導入口のスリツト（図示せず）の近くに位置さ
せ、この分析器の電子導出口近くに電子増倍管６
を配置する。電子エネルギー分析器５はエネルギ
ー分解能がＥ／ΔE50程度の偏向電場型のものを用
いると共に後述するようにこれに直流走査電圧を
印加する。この場合1eV以下の低速電子を扱うた
め地磁気等の残留磁場は、1mG以下となるよう
に充分に消去する必要がある。また、電子増倍管
６は連続ダイノード型で利得が107以上のものを
使用するのが好適である。 The measurement chamber 2 houses a sample 4, an electron energy analyzer 5, and an electron multiplier 6. That is, the sample 4 is made of a solid material and placed at a position where it can receive the laser light from the laser light source 1 through the window 7 of the measurement chamber 2 . In this case, pretreatments such as cleavage, ion etching, or molecular adsorption can be performed within the measurement chamber 2. In addition, the sample 4 is placed near the slit (not shown) of the electron inlet of the electron energy analyzer 5, and an electron multiplier tube 6 is placed near the electron outlet of this analyzer.
Place. The electron energy analyzer 5 is of a deflection electric field type with an energy resolution of about E/ΔE50, and a DC scanning voltage is applied thereto as will be described later. In this case, since we are dealing with low-velocity electrons of 1 eV or less, residual magnetic fields such as the earth's magnetism must be sufficiently erased to 1 mG or less. Further, it is preferable to use a continuous dynode type electron multiplier tube 6 with a gain of 10 7 or more.
測定室２は、測定時に起高真空を必要とするた
め、全体を300℃以上でベーキング可能な材料で
造るようにする。また、この測定室２は導管８を
経て排気系（図示せず）に連通して10-11トル程
度の清浄真空が得られるようにする。 Since the measurement chamber 2 requires a high vacuum during measurement, the entire measurement chamber 2 is made of a material that can be baked at 300° C. or higher. The measurement chamber 2 also communicates with an exhaust system (not shown) through a conduit 8 to provide a clean vacuum of approximately 10 -11 Torr.
計測系３は、ボツクスカー積分器９と、Ｘ―Ｙ
記録計１０と電子エネルギー分析器５の直流走査
電源１１とを以て構成する。ボツクスカー積分器
９はその信号入力側を電子増倍管６の出力側に接
続してその出力を受けると共に制御信号入力側に
トリガー信号Ｓを供給する。このトリガー信号Ｓ
は、レーザー光源１からのレーザー光の一部分を
光分割器１２で分割して光電変換素子、例えばフ
オトダイオード１３に供給しこれによりフオトダ
イオードを励起することによつて取出し得るよう
にする。計測系の信号処理にボツクスカー積分器
を用いる理由は、光源として用いたレーザーのビ
ームがパルス状であるため、電子増倍管６の出力
の大きさが放出電子数に比例することになり、通
常の電子分光法で行われる電子数の計測手段が使
用し得ないからである。 The measurement system 3 includes a boxcar integrator 9 and an X-Y
It consists of a recorder 10 and a DC scanning power supply 11 for an electronic energy analyzer 5. The boxcar integrator 9 has its signal input connected to the output of the electron multiplier 6 to receive its output, and also supplies a trigger signal S to its control signal input. This trigger signal S
A part of the laser light from the laser light source 1 is split by a light splitter 12 and supplied to a photoelectric conversion element, for example, a photodiode 13, so that it can be extracted by exciting the photodiode. The reason why a boxcar integrator is used for signal processing in the measurement system is that the laser beam used as the light source is pulsed, so the output of the electron multiplier 6 is proportional to the number of emitted electrons, and the This is because the means for measuring the number of electrons performed by electron spectroscopy cannot be used.
この積分器９の出力をＸ―Ｙ記録計１０のＹ軸
端子に供給する。また、計測系３の直流走査電源
１１からエネルギー分析器５に印加する直流電圧
は、レーザー光源１の繰返し時間に比べ充分に長
い時間で徐々に走査すると共にこの走査電圧をＸ
―Ｙ記録計１０のＸ軸端子に供給する。これがた
めＹ軸が光電子放出量、Ｘ軸がその時の電子の運
動エネルギーを表わす光電子放出スペクトルをＸ
―Ｙ記録計１０に記録することができる。 The output of this integrator 9 is supplied to the Y-axis terminal of an XY recorder 10. Further, the DC voltage applied from the DC scanning power supply 11 of the measurement system 3 to the energy analyzer 5 is gradually scanned for a sufficiently long time compared to the repetition time of the laser light source 1, and this scanning voltage is
-Supplied to the X-axis terminal of the Y recorder 10. Therefore, the Y axis represents the photoelectron emission amount, and the X axis represents the photoelectron emission spectrum, which represents the kinetic energy of the electron at that time.
-Can be recorded on the Y recorder 10.
今、高出力励起光源としてのレーザー光源１か
らのレーザー光ビームを測定室２の窓７を経て測
定室２内の固体試料４に照射すると、試料４が光
子励起されて光電子を放出する。 When the solid sample 4 in the measurement chamber 2 is irradiated with a laser beam from the laser light source 1 as a high-power excitation light source through the window 7 of the measurement chamber 2, the sample 4 is photon-excited and emits photoelectrons.
本発明の原理である多光子励起による光電子放
出機構を第２ａ図および第２ｂ図につき説明す
る。通常の１光子による光電子放出機構では第２
ａ図に示すように１個の入射光子によつて励起さ
れた光電子がフエルミ準位から真空準位に遷移し
その後結晶外に放出されるようになる。これに対
し多光子励起（例えば２光子励起）による光電子
放出機構では、第２ｂ図に示すように先ず最初第
１の入射光子によつて励起された光電子が或るエ
ネルギー準位に中間状態として遷移し、この中間
状態のエネルギー準位に留まつている間に第２の
入射光子により再度光励起され、これにより試料
の真空準位以上のエネルギー準位に再度遷移し、
その後結晶外に放出されるようになる。従つて放
出電子の量は中間状態に遷移した電子の滞留寿命
に強く依存するようになる。本発明はかかる多光
子励起による光電子放出機構を利用したものであ
る。 The photoelectron emission mechanism based on multiphoton excitation, which is the principle of the present invention, will be explained with reference to FIGS. 2a and 2b. In the normal one-photon photoelectron emission mechanism, the second
As shown in figure a, a photoelectron excited by one incident photon transits from the Fermi level to the vacuum level and is then emitted outside the crystal. On the other hand, in a photoelectron emission mechanism based on multiphoton excitation (for example, two-photon excitation), as shown in Figure 2b, the photoelectron initially excited by the first incident photon transitions to a certain energy level as an intermediate state. However, while it remains at this intermediate state energy level, it is photoexcited again by the second incident photon, thereby transitioning again to an energy level higher than the vacuum level of the sample,
It then begins to be released outside the crystal. Therefore, the amount of emitted electrons strongly depends on the residence life of the electrons that have transitioned to the intermediate state. The present invention utilizes such a photoelectron emission mechanism based on multiphoton excitation.
一般に固体表面における原子配列の欠陥や異種
原子の吸着によつて生ずるエネルギー準位は固体
表面または内部の真性準位に比べて寿命が一桁以
上長く、従つて本発明による多光子励起の光電子
スペクトルの測定によればこれらのエネルギー準
位を高感度に検出することができる。 In general, energy levels generated by defects in atomic arrangement or adsorption of foreign atoms on a solid surface have a lifetime longer than an order of magnitude compared to the intrinsic levels on the solid surface or inside, and therefore the photoelectron spectrum of multiphoton excitation according to the present invention According to the measurement, these energy levels can be detected with high sensitivity.
試料４から放出された光電子は電子エネルギー
分析器５の電子導入口内に導入され、ここで偏向
電場により選別されて電子導出口から外部に導出
される。かように電子エネルギー分析器５を通過
した光電子のみを電子増倍管６に導入しここで増
倍された電子による出力信号をボツクスカー積分
器９に入力信号として供給する。ボツクスカー積
分器９はその制御信号入力端にトリガー信号Ｓが
供給されている間中入力信号を積分し出力側に積
分された信号を導出する。この積分器９の出力信
号をＸ―Ｙ記録計１０のＹ軸端子に供給する。一
方Ｘ―Ｙ記録計１０のＸ軸端子には電子エネルギ
ー分析器５に印加する直流走査電圧を供給する。
これがためＸ―Ｙ記録計１０には多光子励起によ
る光電子スペクトルを得ることができる。 Photoelectrons emitted from the sample 4 are introduced into the electron inlet of the electron energy analyzer 5, where they are sorted by a deflection electric field and led out from the electron outlet. Only the photoelectrons that have passed through the electron energy analyzer 5 are introduced into an electron multiplier tube 6, and an output signal from the multiplied electrons is supplied to a boxcar integrator 9 as an input signal. The boxcar integrator 9 integrates the input signal while the trigger signal S is supplied to its control signal input terminal, and derives the integrated signal at the output side. The output signal of this integrator 9 is supplied to the Y-axis terminal of an XY recorder 10. On the other hand, a DC scanning voltage to be applied to the electron energy analyzer 5 is supplied to the X-axis terminal of the XY recorder 10.
Therefore, the XY recorder 10 can obtain a photoelectron spectrum due to multiphoton excitation.
かようにして得た多光子励起による光電子スペ
クトルの一例を第３図に示し、これにより固体表
面の状態分析を行う。 An example of the photoelectron spectrum resulting from multiphoton excitation thus obtained is shown in FIG. 3, and the state of the solid surface is analyzed using this spectrum.
第３図は珪素（Si）単結晶表面に酸素分子を吸
着させ、高出力励起光源として窒素レーザーを用
いた場合の光電子スペクトルを示す。 Figure 3 shows the photoelectron spectrum when oxygen molecules are adsorbed on the surface of a silicon (Si) single crystal and a nitrogen laser is used as a high-power excitation light source.
(a) 固体表面に吸着した分子の結合状態の分析
第３図には比較のため、酸素吸着前のスペクト
ルを点線で示す。第３図から明らかなように低エ
ネルギー側に現われるピークは、吸着した酸素分
子のO- 2準位を中間状態とする光電子放出による
もので、このスペクトルから吸着状態にあるO2
およびO- 2の振動準位並びにO- 2の基底エネルギー
準位を測定することができる。かようにして固体
表面に吸着した分子の結合状態を分析することが
できる。(a) Analysis of the bonding state of molecules adsorbed on a solid surface For comparison, the dotted line in Figure 3 shows the spectrum before oxygen adsorption. As is clear from Figure 3, the peak that appears on the low energy side is due to photoelectron emission with the O - 2 level of adsorbed oxygen molecules in the intermediate state, and this spectrum shows that O 2 in the adsorbed state
The vibrational level of O - 2 and the fundamental energy level of O - 2 can be measured. In this way, the bonding state of molecules adsorbed on the solid surface can be analyzed.
(b) 固体表面にある欠陥に吸着した分子の結合状
態の分析
固体表面に存在する欠陥は正常に配列された格
子点とはその化学的活性度が異なる。従つてこの
欠陥に種々のガスを吸着させ、吸着分子の分子構
造および結合エネルギーの大きさから欠陥の化学
的活性度を予測することができる。(b) Analysis of the bonding state of molecules adsorbed to defects on a solid surface Defects on a solid surface differ in their chemical activity from normally arranged lattice points. Therefore, by adsorbing various gases onto this defect, the chemical activity of the defect can be predicted from the molecular structure and binding energy of the adsorbed molecules.
上述したように多光子励起による光電子スペク
トルにみられる第１の特徴は、吸着分子の分子振
動による微細構造が観測できることである。これ
は上述した他の分光技術では測定され得ないもの
である。 As mentioned above, the first feature observed in the photoelectron spectrum due to multiphoton excitation is that the fine structure due to the molecular vibration of adsorbed molecules can be observed. This cannot be measured using the other spectroscopic techniques mentioned above.
微細構造を解析する場合には、
解析(1)、観測されたピークの間隔から吸着状態に
ある分子の振動エネルギーを知ることができ、
従つて吸着により分子の結合状態およびそのエ
ネルギーが吸着されていない分子のものに比べ
どの程度変化したかを知ることができ、これに
より吸着物質の同定を行うことができる。 When analyzing the fine structure, the vibrational energy of molecules in an adsorbed state can be determined from the interval between the observed peaks using analysis (1).
Therefore, it is possible to know how much the binding state of molecules and their energy have changed due to adsorption compared to those of non-adsorbed molecules, and from this it is possible to identify the adsorbed substance.
解析(2)、各ピークの強度分布から吸着分子の解離
エネルギーを求めることができ、これにより吸
着物質の化学的安定性を知ることができる。Analysis (2): The dissociation energy of the adsorbed molecules can be determined from the intensity distribution of each peak, and the chemical stability of the adsorbed substance can be determined from this.
解析(1)については、原理的には高分解能電子エ
ネルギー損失分光および赤外線吸収によつても目
的を達成することができる。しかし高分解能電子
エネルギー損失分光では高分解能入射電子エネル
ギー選別器を必要とするため装置の製作および作
動には極めて高度の技術を要する欠点があつた。
この点本発明によれば電子エネルギーの選別に通
常の電子エネルギー分析器を用いることができ、
従つて装置の製作および作動に高度の技術を必要
としない利点がある。また赤外線吸収による分光
では測定感度が電子分光法に比較して極めて低
い。 Regarding analysis (1), in principle, the objective can also be achieved using high-resolution electron energy loss spectroscopy and infrared absorption. However, high-resolution electron energy loss spectroscopy requires a high-resolution incident electron energy separator, which has the drawback of requiring extremely sophisticated technology to manufacture and operate the device.
In this respect, according to the present invention, a normal electron energy analyzer can be used to select the electron energy,
Therefore, there is an advantage that the manufacturing and operation of the device does not require a high level of skill. Furthermore, the measurement sensitivity of spectroscopy using infrared absorption is extremely low compared to electronic spectroscopy.
解析(2)については、本発明装置によつてのみ初
めて測定可能となるものである。従来の分光法で
は吸着系による電子エネルギー準位についての情
報は得ることができるが吸着種を、分子を単位と
してその結合状態や解離エネルギーを測定するこ
とはできなかつた。第３図に示す珪素（Si）表面
の酸素吸着についても、吸着によつてできる表面
エネルギー準位については、従来の光電子分光
法、電子エネルギー損失分光法によつて詳細に調
べることができるが、実際に酸素が如何なる形で
珪素（Si）と結合しているかと云う結合状態につ
いては、いまだ詳細に判別することはできず、単
に次に示すような結合状態の種々のモデルが推測
されるだけである。 Analysis (2) can only be measured using the device of the present invention. Conventional spectroscopy can provide information about the electronic energy levels of adsorbed systems, but it has not been possible to measure the bonding state or dissociation energy of adsorbed species on a molecule-by-molecule basis. Regarding oxygen adsorption on the silicon (Si) surface shown in Figure 3, the surface energy levels created by adsorption can be investigated in detail using conventional photoelectron spectroscopy and electron energy loss spectroscopy. It is still not possible to determine in detail the bonding state in which oxygen is actually bonded to silicon (Si), and various models of the bonding state as shown below are simply speculated. It is.
この点本発明によれば第３図の光電子スペクト
ルの微細構造から直接上記結合状態が上記モデル
(a)に相当するものであると判別することができ
る。 In this respect, according to the present invention, the above-mentioned bonding state can be directly determined from the above-mentioned model from the fine structure of the photoelectron spectrum shown in FIG.
It can be determined that it corresponds to (a).
上述したように本発明方法によれば固体表面の
吸着物質の検出および同定、各種半導体素子の表
面処理または加工状態の分析、触媒、腐食等表面
における化学反応の解析等を高感度に行うことが
できる。 As mentioned above, according to the method of the present invention, detection and identification of adsorbed substances on solid surfaces, analysis of surface treatment or processing conditions of various semiconductor elements, analysis of chemical reactions on surfaces such as catalysts and corrosion, etc. can be performed with high sensitivity. can.
上述した例では高出力励起光源としてレーザー
光源を用いたが単色性が良好で、物質の特定のエ
ネルギー状態に選択的に励起を行い得、しかも高
出力で高密度の励起を行い得るものであれば如何
なる光源をも使用し得ることは勿論である。 In the above example, a laser light source was used as a high-output excitation light source, but any source that has good monochromaticity, can selectively excite a specific energy state of a substance, and can excite with high output and high density can also be used. Of course, any light source can be used.
また光電変換素子も、フオトダイオード以外に
フオトトランジスタ等を用いることができる。 Further, as the photoelectric conversion element, a phototransistor or the like can be used instead of a photodiode.
第１図は本発明固体表面の状態分析方法を実施
する装置の構成を示す説明図、第２図は本発明方
法の原理を示す説明図、第３図は本発明方法によ
り得た珪素単結晶表面に吸着した酸素分子のスペ
クトルを示す特性図である。
１…レーザー光源、２…測定室、３…計測系、
４…固体試料、５…電子エネルギー分析器、６…
電子増倍管、７…透光窓、８…導管、９…ボツク
スカー積分器、１０…Ｘ―Ｙ記録計、１１…直流
走査電源、１２…光分割器、１３…光電変換素
子、Ｓ…トリガー信号。
Figure 1 is an explanatory diagram showing the configuration of an apparatus for carrying out the method for analyzing the state of a solid surface according to the present invention, Figure 2 is an explanatory diagram showing the principle of the method of the present invention, and Figure 3 is a silicon single crystal obtained by the method of the present invention. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the spectrum of oxygen molecules adsorbed on the surface. 1...Laser light source, 2...Measurement chamber, 3...Measurement system,
4...Solid sample, 5...Electron energy analyzer, 6...
Electron multiplier, 7... Transparent window, 8... Conduit, 9... Boxcar integrator, 10... XY recorder, 11... DC scanning power supply, 12... Light splitter, 13... Photoelectric conversion element, S... Trigger signal.
Claims (1)
るに当り、高出力レーザー励起光源からの光ビー
ムを固体試料に照射し、試料表面に存在する構造
欠陥、不純物、或いは吸着分子によつて造られる
電子エネルギー準位を中間状態とする多光子光電
効果を用い、得られたスペクトルの吸着分子の分
子振動による微細構造を解析することにより固体
表面の原子の配列異常および異種原子の吸着状態
を示性分析するようにしたことを特徴とする固体
表面の状態分析方法。 ２ 高出力レーザー励起光源と、排気系に連通さ
れ、内部に固体試料、電子エネルギー分析器およ
び電子増倍管を収納した測定室と、前記電子増倍
管の出力を受け、トリガー信号により作動するボ
ツクスカー積分器、および該ボツクスカー積分器
の出力をＹ軸端子に受けると共に前記電子エネル
ギー分析器の走査電圧をＸ軸端子に受けるＸ―Ｙ
記録計を有する計測手段とを具え、トリガー信号
を、前記高出力レーザー励起光源の光ビームから
の分光により作動する光電変換素子から取出し、
固体表面の原子の配列異常および異種原子の吸着
状態を示性分析するようにしたことを特徴とする
固体表面の状態分析装置。[Claims] 1. When analyzing the state of a solid surface using photoelectron spectroscopy, a light beam from a high-power laser excitation light source is irradiated onto a solid sample to detect structural defects, impurities, or adsorbed molecules present on the sample surface. By using the multiphoton photoelectric effect in which the electronic energy level created by A method for analyzing the state of a solid surface, characterized in that the state of adsorption is analyzed indicatively. 2. A high-power laser excitation light source, a measurement chamber that is connected to an exhaust system and houses a solid sample, an electron energy analyzer, and an electron multiplier, and receives the output of the electron multiplier and is activated by a trigger signal. a boxcar integrator, and an
a measuring means having a recorder, and extracting a trigger signal from a photoelectric conversion element operated by spectroscopy from a light beam of the high-power laser excitation light source;
A solid surface condition analysis device characterized in that it performs an explicit analysis of an abnormal arrangement of atoms on a solid surface and an adsorption state of foreign atoms.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11018879A JPS5635041A (en) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | Analyzing method of state of solid surface and its apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11018879A JPS5635041A (en) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | Analyzing method of state of solid surface and its apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5635041A JPS5635041A (en) | 1981-04-07 |
| JPH0240972B2 true JPH0240972B2 (en) | 1990-09-14 |
Family
ID=14529269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11018879A Granted JPS5635041A (en) | 1979-08-31 | 1979-08-31 | Analyzing method of state of solid surface and its apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5635041A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0750046B2 (en) * | 1988-02-04 | 1995-05-31 | 理化学研究所 | Solid surface photoelectron spectroscopy |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5372683A (en) * | 1976-12-10 | 1978-06-28 | Hitachi Ltd | Sample analyzer |
-
1979
- 1979-08-31 JP JP11018879A patent/JPS5635041A/en active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5372683A (en) * | 1976-12-10 | 1978-06-28 | Hitachi Ltd | Sample analyzer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5635041A (en) | 1981-04-07 |
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