放射光光電子分光を用いたGe(110)表面の酸素分子による室温酸化の研究

Study on oxidation on Ge(110) surface by using synchrotron radiation photoemission spectroscopy

津田 泰孝   ; 坂本 徹哉; 吉越 章隆 

Tsuda, Yasutaka; Sakamoto, Tetsuya; Yoshigoe, Akitaka

ゲルマニウム(Ge)は、キャリア移動度が高いことから、金属-酸化物-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)の代替チャネル材料として注目されている。MOSFETの性能を向上させるためには、原子レベルで制御された絶縁体/Ge界面が重要となる。したがって、Ge表面の酸化過程を原子レベルで理解し制御する必要がある。しかしながら、広く利用される半導体であるケイ素(Si)と比較するとGe表面の酸化過程の理解は十分に進んでいるとは言えない。これまでの研究から、Ge(100)およびGe(111)表面における酸素(O)分子による室温酸化では、いずれの面方位においてもSiと大きく異なる結果が得られている。また、並進エネルギーを制御した分子線による酸化に関しては、Ge(100)表面で並進エネルギーの大きさにかかわらず+2価の酸化数に酸化がとどまるのに対し、Ge(111)表面では並進エネルギーが大きくなると+3価まで酸化が進行するという特異な面方位依存性が表れる。本研究では、低指数面として重要なGe(110)に注目し、これまでのGe(100)およびGe(111)との比較から、Ge表面酸化の統一的理解を目指す。

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