超音速酸素分子線によるGe(100)及び(111)表面の室温酸化の促進

Enhancement of oxidation at Ge(100) and (111) surface at 300 K by supersonic O molecular beam

岡田 隆太; 吉越 章隆 ; 寺岡 有殿; 神農 宗徹*; 山田 洋一*; 佐々木 正洋*

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

次世代デバイス材料としてSiよりも移動度などで優れた物性を有するGeが期待されている。Geを電界効果トランジスタ(FET)に応用するためには、Ge酸化膜の制御が不可欠である。またデバイスではさまざまな結晶面上のGe酸化膜が考えられる。本研究によってGeの代表的な低指数面である(100)及び(111)の室温酸化反応に対して、超音速酸素分子線によって、バックフィリングより酸化が進むことが放射光XPSによるその場観測から明らかになった。本研究で観測されたGeのXPSスペクトルの比較から、超音速酸素分子線による酸化はバックフィリング酸化よりも、Geの酸化成分が増加する明らかになった。本研究は高品質なGe酸化膜を形成する応用上重要な基礎的知見となる。

Ge is attracted considerable attention as a new material of MOSFET because of its high carrier mobility than that of Si. Understanding of O adsorption process on Ge substrate with various index planes is the most essential to control the quality of oxide layers for these devices. In this research, we employ SR-XPS measurement to study the oxidation mechanism of the Ge(100) and (111) which is known as one of the low index planes. We found the difference of Ge-3d photoemission profile for the Ge oxide formed by supersonic O molecular beam and back-filling O. The difference shows that the kinetic energy of the supersonic O molecular beam increased components of Ge oxide than that of back-filling O. This result suggests the presence of new O adsorption states activated by the supersonic O molecular beam.