課題別成果報告 -詳細-

HfO₂/Ge(100)構造における光電子分光分析
中川 博、大田晃生、村上秀樹、東清一郎、宮崎誠一

　化学溶液洗浄したGe(100)基板上に反応性電子ビーム(EB)蒸着により堆積した極薄HfO₂ 膜(膜厚 2.1?5.4nm)を、基板温度550?C で超高真空中(?1.0x106Pa)熱処理し、HfO₂ 膜中及び界面の化学結合状態及び エネルギーバンドアライメントを分析した。その結果、HfO₂ 膜堆積時に、HfO₂ 膜中に~10at.%程度のGe 原子が 拡散することが分った。その後、超高真空中で熱処理(550?C)した場合、Ge 原子は、最表面には存在しないもの の、上層部では~20at.%程度、1nm 以下の領域では、~5at.%程度存在することが分った。O1s 光電子エネルギ ー損失スペクトルのしきい値エネルギーより、Ge(100)基板上に堆積したHfO₂ 膜のバンドギャップ(Eg)は、 2.1?5.4nm の膜厚領域において6.15eV 一定と求められた。また、超高真空中熱処理においてもEg 値は変化し ない。価電子帯スペクトルの波形分離結果から、HfO₂/Ge(100)界面の価電子帯不連続量は3.35eV と決定でき た。