Low Temperature Oxidation by Continuous UV Generated Ozone on Nanometer-thick Amorphous Silicon Surface as Characterized by XPS
| Main Author: | Yudi Darma; Quantum Semiconductor and Devices Laboratory, Physics Department, Faculty of Mathematics and Natural Sciences Institut Teknologi Bandung |
|---|---|
| Format: | Article application/pdf eJournal |
| Bahasa: | eng |
| Terbitan: |
Institut Teknologi Bandung
, 2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: |
http://journal.fmipa.itb.ac.id/jms/article/view/340 |
Daftar Isi:
- Abstract Ozone assisted oxidation of amorphous silicon (a-Si) by continuously working ultraviolet lamps has been studied for low temperature oxidation (LTO) method instead of conventional high temperature furnace initiated growth of SiO2. The growth mechanism of SiO2 thin film on Si at room temperature by UV-lamps generated ozone have been investigated using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Efficient ozone assisted oxidation of Si is obtained due to the replacing of O2 by atomic oxygen as the effective oxidant through the directly attacks of back bond Si. Layer by layer SiO2 growth occurs accompanied with slightly etch back of formed SiO2 by active oxygen atoms and promote a few volatile O2 units. Unbond precipitate oxygen atoms can be reduced by thermal annealing at 800 oC to obtain a high quality SiO2 film. Keywords: Oxidation, Low Temperature Oxidation, Ozone, UV-lamp, XPS. Abstrak Oksidasi amorpous silikon (a-Si) berbantuan Ozon dengan pemaparan sinar ultraviolet secara kontinu untuk pengembangan metode oksidasi pada suhu rendah telah dipelajari sebagai alternatif dari metode oksidasi konvensional yang biasanya menggunakan suhu tinggi. Pada penelitian in,i ozon dihasilkan melalui penyinaran molekul oksigen dengan lampu UV secara terus-menerus pada suhu ruang. Selanjutnya penumbuhan lapisan tipis SiO2 dengan ozon dipelajari secara sistematis menggunakan X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Didapat bahwa proses oksidasi dengan ozon lebih efisien dibandingkan dengan cara konvensional, karena molekul O2 dibantu oleh atom oksigen yang lebih reaktif berikatan dengan Si. Penumbuhan lapisan oksida terjadi secara kontinyu diiringi dengan sedikit pengikisan kembali lapisan oksida yang sudah terbentuk. Pengikisan oksida yang sudah terbentuk dipicu oleh ozon yang membentuk molekul O2 dan terlepas dari permukaan lapisan SiO2. Sisa atom oksigen yang tidak berikatan dengan Si dapat dikurangi melalui "annealing" pada suhu 800 oC sehingga diperoleh SiO2 dengan kualitas yang lebih baik. Kata kunci: Oksidasi, Oksidasi dengan suhu rendah, Ozon, Lampu-UV, XPS.