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J. Phys. Colloques
Volume 38, Numéro C5, Novembre 1977
COLLOQUE INTERNATIONAL DU C.N.R.S.Propriétés Optiques des Interfaces Solide-Liquide / Optics at the Solid-Liquid Interface |
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| Page(s) | C5-115 - C5-121 | |
| DOI | https://doi.org/10.1051/jphyscol:1977513 | |
Propriétés Optiques des Interfaces Solide-Liquide / Optics at the Solid-Liquid Interface
J. Phys. Colloques 38 (1977) C5-115-C5-121
DOI: 10.1051/jphyscol:1977513
ELLIPSOMETRY APPLIED TO THE STUDY OF SEMICONDUCTOR SURFACES
H. LÜTH2. Physikalisches Institut der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen, 5100 Aachen, F. R. Germany
Résumé
L'ellipsométrie est une méthode optique pour étudier des effets de surface par réflexion. Cet article aborde en bref les questions et les problèmes posés dans une spectroscopie de réflexion des surfaces de semi-conducteurs. La structure électronique d'une surface de semi-conducteur est caractérisée par des états superficiels électroniques, des états dérivés d'un adsorbat et par des propriétés de couches de charge d'espace. Pour démonter la valeur de la méthode d'ellipsométrie dans la recherche des effets superficiels électroniques, quelques résultats sont discutés pour les surfaces (111) de Si et (110) de GaAs préparées en ultravide (UHV). Des mesures à une énergie constante de photons permettent l'étude de la cinétique d'adsorption. L'ellipsométrie spectroscopique est appliquée pour l'observation des transitions entre différents états électroniques de surface. Les constantes optiques de la couche de charge d'espace sont changées par l'adsorption à cause de l'effet Franz-Keldysh. Ces changements donnent des informations au sujet de la courbure des bandes.
Abstract
Ellipsometry is an optical reflection technique which is highly sensitive to surface effects. The present paper briefly lines out the questions and problems arising in optical reflectance measurements on semiconductor surfaces. The electronic structure of a semiconductor surface is characterized by intrinsic electronic surface states, by states due to adsorbate coverages and by space charge layers. The value of ellipsometry in studying these effects is demonstrated by means of exemplary results obtained on ultrahigh vacuum (UHV) prepared Si (111) and GaAs (110) surfaces. Measurements at a fixed wavelength allow the investigation of adsorption kinetics. Ellipsometric spectroscopy is applied to the study of optical transitions between electronic surface states. Furthermore, changes of the optical constants in the space charge layer due to gas adsorption can be used to monitor band bending changes.