이온주입 에너지에 따른 Auger Si KLL Peak Shift 및 Ti 계열 화합물의 Chemical State 관찰

본 연구에서는 Auger Elecrtron Spectroscopy (AES) 장비를 이용하여 Silicone Wafer 표면에 BF 이온을 주입시킨 후 Dopping 농도 및 Implantation 에너지에 따른 Si KLL Peak의 변화를 관찰하였다. 또한 PVD Ti 계열 화학물의 시료에 대하여 Peak의 Shape 변화를 관찰하였다. 1)Dopping 농도 및 Implantation 에너지에 따른 Si KLL Peak의 변화 관찰 일반적으로 Silicone 기판에 Arsenic(3가)을 Dopping 하였을 경우, Si KLL Peak의 Kinetic Energy 값은 순수 Si Peak보다 더 작은 값으로 Shift 하며, Boron (5가)을 Dopping하였을 경우에는 더 큰 값으로 Shift 한다. 이론적으로 N-type Si의 에너지 차이는 약 1.0eV로 보고되어 있으며, AES를 이용하여 실험적으로 측정된 값은 약 0.6eV정도로 알려져 있다. 이러한 차이는 Dopping 농도에 따라 Valance Band의 에너지 값이 변화하기 때문이라고 알려져 있다. 본 연구에서는 BF2를 Si에 이온 주입하여 입사 에너지 및 dose 량에 따른 Si KLL Peak의 변화를 관찰하였다. 그림1과 같이 Si KLL Peak는 Implantation Energy가 작을수록 Kinetic Energy가 높은 곳으로 Shift 한다. 이는 LOw Energy로 이온 주입하면, Projected Range (Rp)가 High Energy로 이온 주입할 때보다 작기 때문이며, 이 결과를 Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS) 및 TRIM simulation을 이용하여 확인하였다. 또한 표면에서의 전자 Density의 변화와 Implantation energy와의 관계를 시료의 표면에서 반사되어 나오는 전자의 에너지 손실(Reflected Electron Energy Loss Spectroscopy:REELS)을 통하여 고찰하였다. 2) PVD Ti 계열화합물의 시료에 대한 peak의 shape 가 변화하며, TiL3M23V (Ti2) 및 TiL3M23M23 (Til) Peak의 Intensity Ratio가 변화한다. 따라서 본 연구에서는 그림 2와 같이 Ti 결합 화합물에서의 Ti Auger Peak의 특성 에너지 값과 Peak Shape를 관찰하여, AES를 이용하여 Ti 계열의 화합물에 대한 Chemical state 분석의 가능성을 평가하였다.