利用光电子能谱研究半导体界面能级结构

界面能级调控是目前研究优化材料性能的关键步骤之一,界面问题也是目前研究热点．以Si/MoO³界面为例,通过利用多功能光电子能谱仪在清洁后的硅片上蒸镀不同厚度的MoO³并进行XPS及UPS表征,对其表面成分及界面能级进行分析,通过UPS谱图得到功函数和价带顶,利用XPS谱图获取界面化学、界面相互作用等信息．原子力显微镜（atomic force microscope,AFM）表征结果证实,蒸镀膜的实际厚度和使用晶振表征的理论厚度相近．光电子能谱实验结果揭示：当薄膜的理论厚度低于50 ?时薄膜成分不完全是Mo₆₊,低于150 ?时仍能检测到Si信号;蒸镀的薄膜理论厚度达到100 ?（功函数为6.81 eV）后,功函数数值趋于稳定,这说明可以在厚度范围内通过控制蒸镀MoO³的厚度调控Si/MoO³的界面能级．在一定范围内,利用不同厚度的薄膜调控界面能级是提高材料性能的方法之一,表明光电子能谱是用于研究界面问题的有效且便捷的表征方法．