Synchrotron radiation photoemission study of oxides at Ge(100) surface after atmospheric exposure

大気曝露後のGe(100)表面の酸化物の放射光光電子分光研究

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

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

Geは将来のFETの代替え材料として注目されている。FETの性能向上に向けて、Ge結晶表面に形成される酸化物の原子レベルの理解が求められている。本発表では、Ge(100)21表面を待機に曝した後に形成される酸化物の放射光光電子分光分析結果を報告する。大気曝露が10時間を越えるSiO形成に対応するGe酸化状態が高エネルギー分解能Ge3d光電子スペクトルに明瞭に観察された。さらに、3ヶ月後ではGe成分の増加を観察した。これらの結果は、超高真空環境下での酸素曝露とはっきり異なる結果であり、酸素ガス圧あるいは待機中の水分の存在の影響を示唆するものである。

Ge has attracted considerable attention as an alternative channel material in future field-effect transistors (FETs). In order to improve the performance of the FETs, an atomically understanding of oxides formed at Ge crystalline surfaces has been required. In this presentation, we show our results of synchrotron radiation photoemission analysis of oxides formed on a Ge(100)21 surface after atmospheric exposure at room temperature. High resolution Ge 3d photoelectron spectra clearly showed Ge oxidation state revealing GeO formation over 10 hours exposure. Furthermore, we found the increment of Ge component after exposure of three months. These results are strong contrast to those of the oxidation using O backfilling condition based on the ultra-high vacuum environment, implying the effects due to O pressure gap or moisture existing in the atmosphere.