Synchrotron radiation photoelectron spectroscopy study on surface oxides at Ge(100)-21 surface

Ge(100)-2x1表面の酸化物に関する放射光光電子分光研究

吉越 章隆 ; 岡田 隆太; 寺岡 有殿; 岩井 優太郎*; 山田 洋一*; 佐々木 正洋*

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

Geは次世代電子デバイスの代替チャネル材料として注目されている。本会議では、Ge(100)-21表面に酸素ガスで形成された酸化物を報告する。酸化の初期から飽和に至るまでの酸化の進行に伴う酸化物変化を放射光光電子分光でその場観察した。超音速分子線を使って入射酸素エネルギーによる酸化物の違いを調べた。Ge(100)上の飽和酸化膜厚が1MLより少ないことが分かった。放射光XPSによって飽和酸化物が2価までであることがわかった。そして入射エネルギーの増加によって吸着量とともに増えることがわかった。表面酸化に対するGeとSiの重要な違いを見出した。

Germanium (Ge) has received much attention as promising substitute channel material for future electronic devices. In this conference, we report the nature of oxides of Ge(100)-2x1 surface fabricated with pure oxygen gas (O) at 300 K. Surface oxide and its evolution were observed by in-situ synchrotron radiation photoelectron spectroscopy (SR-XPS) measurement during oxidation from the very initial stages to the maximum oxide coverage. Incident (O) energy dependence of oxides was investigated using supersonic molecular beam techniques. We found that saturation oxide coverage on Ge(100)is much less than one monolayer. SR-XPS measurements clearly demonstrated that the maximum oxidation number of Ge in saturation region was as small as 2. The population of the Ge2+ and oxygen coverage increased with increasing the incident (O) energy. Our findings reveal the significant difference between the nature of surface oxides of Ge and Si.