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原子像実空間観察を用いた酸素フリーGe表面創成型湿式洗浄プロセスの開発

Research Project

Project/Area Number 19026008
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

有馬 健太  Osaka University, 大学院・工学研究科, 助教 (10324807)

Project Period (FY) 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywordsゲルマニウム基板 / 走査型トンネル顕微鏡 / 湿式洗浄 / 表面不動態化 / 表面原子構造 / 原子間力顕微鏡 / X 線光電子分光
Research Abstract

次世代の高性能半導体デバイスを実現するために、シリコンと比して電子・ホール共に高い移動度を有するゲルマニウム(Ge)基板が注目されている。半導体デバイスの性能は、金属-酸化物-半導体構造中のゲート絶縁膜の電気的性質に大きく依存し、これはゲート絶縁膜形成直前に行われる半導体基板の湿式洗浄プロセスにより決定される。本研究では、搬送を含む雰囲気中の酸素濃度を精密に制御することにより、薬液と相互作用するGe特有の現象を原子像実空間観察により解明し、高信頼性ゲート絶縁膜形成に適合したGe表面湿式洗浄プロセスを開発することを目的とする。
まず、有機溶媒による脱脂処理を施したGe(111)表面に対して、超高真空中で800℃30秒の熱処理を施し、原子レベルで平坦なステップ/テラス構造を作製した。次にUVオゾン処理により化学酸化膜を形成した。そして、化学酸化膜の除去と表面のCl終端化が期待できるHCl溶液中にGe試料を浸漬し、両者の相互作用や得られる表面構造の原子レベルでの解明を行った。その結果、余剰な自然酸化膜の無いCl終端表面を得るためには、HC1浸漬及びその後の搬送過程における不活性ガスによるパージ雰囲気(酸素ガスフリー)が必要不可欠であることをX線光電子分光により確認した。次に、HCl浸漬を経たGe(111)表面を原子間力顕微鏡観察し、(1)ステップ/テラス構造が維持されていること(2)ステップ段差が二原子分(バイレイヤー高さ)であるごとを確認し、表面の大部分においてC1終端化された1×1構造が形成されていると結論付けた。また、走査型トンネル顕微鏡による高分解能観察を行い、局所的には原子レベルの輝点や、60°〜90°を成すステップ端らしき構造が観察されているが、10nm^2オーダー以上の広いテラスは観察できず、原子スケールでのマイクロラフネスは依然として大きいことを確認した。

Report

(1 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2007

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] LEED and AFM Study of Cl-terminated Ge(111) Surfaces after HCl Dipping2007

    • Author(s)
      Kazufumi, Yoneda・Junichi, Uchikoshi・Mizuho, Morita・Kenta Arima
    • Organizer
      Fifth International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      2007-11-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Wet-chemical Procedures to Control Emerging Semiconductor Surfaces on the Atomic Scale2007

    • Author(s)
      Kazufumi, Yoneda・Junichi, Uchikoshi・Mizuho, Morita・Kenta Arima
    • Organizer
      International 21st Century COE Symposium on Atomistic Fabrication Technology 2007
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2007-10-16
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Wet-Chemical Preparations of Cl-terminated Ge(111)1x1 Surfaces2007

    • Author(s)
      Kazufumi, Yoneda・Junichi, Uchikoshi・Mizuho, Morita・Kenta Arima
    • Organizer
      International 21st Century COE Symposium on Atomistic Fabrication Technology 2007
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2007-10-15
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 低速電子線回折によるHCI浸漬後のGe表面の終端構造評価2007

    • Author(s)
      米田和史、打越純一、森田瑞穂、有馬健太
    • Organizer
      第68回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学
    • Year and Date
      2007-09-08
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 酸系溶液によるGe(111)表面の終端構造原子スケール制御2007

    • Author(s)
      米田和史、打越純一、森田瑞穂、有馬健太
    • Organizer
      2007年度精密工学会関西地方定期学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪産業大学
    • Year and Date
      2007-08-09
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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