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超音速酸素分子線により形成されるGe(100)-2$$times$$1表面の酸化状態

Oxidation states of Ge(100)-2$$times$$1 surface formed by supersonic O$$_2$$ molecular beam

吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; 岡田 隆太; 山田 洋一*; 佐々木 正洋*

Yoshigoe, Akitaka; Teraoka, Yuden; Okada, Ryuta; Yamada, Yoichi*; Sasaki, Masahiro*

次世代デバイス材料としてSiよりも優れた移動度を有するGeが期待されている。Geを電界効果トランジスタ(FET)材料に応用するためには、極薄酸化膜をよく制御した表面の作製が不可欠である。本研究では、Ge(100)単結晶表面の室温における酸化反応を放射光XPSによるその場計測によって調べた。特に超音速酸素分子線技術を用いることで、入射酸素のエネルギーと酸化反応との関連を詳細に検討した。この結果、入射酸素分子線のエネルギーの増加とともにGeの高酸化数のGeの割合が多くなることがわかった。本研究は、高品質なGe酸化膜を実現するうえで重要な基礎的知見となる。

Ge has been attracting considerable attention as one of the promising materials for next-generation MOSFET devises because of its high carrier mobility. In the application of Ge, it is important to fabricate well-defined thin oxide layer on the surfaces. Understanding of adsorption process of oxygen molecules on surfaces of Ge is the essential step toward the establishment of the controlled oxide layer. In this research, we studied the oxidation mechanism of the Ge(100) using in-situ SR-XPS (synchrotron radiation X-ray photoelectron spectroscopy). In the oxidation of Ge(100) at room temperature, it was found that the population of the higher oxidation state of Ge became larger with increasing the translational energy of the impinging oxygen beam. This is very essential information that will be important in controlling the oxide layer on Ge substrate.

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