絶縁膜／半導体構造への水分子吸着量が界面電気特性に与える影響の解明: 水分子吸着·電気測定一体型装置の試作(第2報)

摘要

近年、IV族半導体であるゲルマニウム(Ge)は、シリコン(Si)と比較して非常に高いキャリア移動度を示すことから、Siに変わる次世代の高移動度半導体基板としてCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)トランジスタなどへの応用が期待されている。例えば、Ge上で熱酸化によって形成して得られるGeO_2/Ge構造は優れた界面特性を示すことが報告されている。しかし、GeO_2/Ge構造を持つMOSデバイスを大気曝露すると、反転容量の増大、C-V(Capacitance-Voltage)ヒステリシスの増大など、電気特性の劣化が報告されており、未だ実用化には至っていない。この電気特性の劣化は、Ge特有の化学特性に起因する。Geの酸化物であるGeO_2は水溶性で、非常に不安定であり、大気中に存在する水分子がGeO_2膜表面へ吸着することにより、劣化を招くと予想されているが、その詳細な反応性は分かっていない。