ÉTUDE PAR PHOTOÉMISSION DE L'ADSORPTION DE DISILANE SUR Si (111) 7x7

Résumé
Les résultats de l'étude de la décomposition thermique de disilane (Si₂H₆) sur des surfaces de Si (111) 7 x 7, par spectroscopie de photoémission UV et X sont présentés. Des comparaisons sont effectuées avec les résultats obtenus par adsorption d'hydrogène atomique. Les échantillons ont été chauffés entre 300-900K, sous faible pression (10^-5 torr) de Si₂H₆ ou sous des doses d'hydrogène (H) dans la gamme d'exposition 10³L - 10⁵L. Seules les phases mono et dihydrure sont mises en évidence. La saturation de la surface de Si avec Si₂H₆ ne peut pas être atteinte à température ambiante contrairement aux expériences réalisées dans les mêmes conditions avec de l'hydrogène atomique. Les résultats suggérent la formation d'un polysilane plus ou moins amorphe. A 600K, on observe une réponse caractéristique de monohydrure dont l'intensité est comparable à celle obtenue par adsorption d'H à la même température. Une surface de Si (111) saturée à 600K avec une phase monohydrure ne peut pas conséquemment adsorber Si₂H₆ à température ambiante alors que l'adsorption de H est encore ultérieurement possible grâce à la formation de la phase dihydrure. La phase monohydrure formée à 600K arrête l'adsorption ultérieure de Si₂H₆ à température ambiante.

Abstract
We report results on the thermal cracking of disilane (Si₂H₆) on Si(111)7x7 surfaces studied by Ultraviolet (UPS) and X-ray (XPS) photoemission spectroscopy. Comparisons are made with results obtained by atomic hydrogen adsorption. Samples were heated in the [300 - 900 K] temperature range and exposed to low pressure (10_-5 Torr) Si₂H₆ or H doses in the [l0³ L - 10⁵ L] exposure range. Only characteristic features of mono and dihydride phases are evidenced. Saturation of a silicon surface with Si₂H₆ cannot be achieved at room temperature in contrast with experiments made in same conditions with atomic hydrogen. Results suggest formation of a more or less amorphous polysilane. For a 600 K Si substrate temperature we observe a marked monohydride feature whose intensity may be compared with that obtained by H adsorption at the same temperature. A Si(111) surface, saturated at 600 K with monohydride phase cannot followingly adsorb Si₂H₆ at RT whereas further H adsorption is still possible through dihydride phase formation. The monohydride phase formed at 600 K stops further RT Si₂H₆ adsorption.