JP3386392B2 - Ｇａと、Ａｓと、少なくとも１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含む膜およびその表面酸化膜の表面解析方法 - Google Patents
Ｇａと、Ａｓと、少なくとも１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含む膜およびその表面酸化膜の表面解析方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、Ｇａと、Ａｓ
と、少なくとも１種類の、これらＧａおよびＡｓとは異
なる元素とを含む膜およびその表面酸化膜の表面解析方
法に関し、特に、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法：X-ray ph
otoelectron spectroscopy）を用いた分析による表面解
析方法に関する。
と、少なくとも１種類の、これらＧａおよびＡｓとは異
なる元素とを含む膜およびその表面酸化膜の表面解析方
法に関し、特に、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法：X-ray ph
otoelectron spectroscopy）を用いた分析による表面解
析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＥＳＦＥＴやＨＥＭＴなどの化合物半
導体素子においては、ＧａＡｓ膜の表面やＡｌＧａＡｓ
膜の表面に直接ゲート電極材料である金属を堆積して、
ゲート電極を形成する。ＧａＡｓ膜やＡｌＧａＡｓ膜の
表面には自然酸化膜等の表面酸化膜が形成されており、
この表面酸化膜の状態は、素子の特性に影響を与えるこ
とが知られている（例えば９５年春季応用物理学会２８
ａ−ＺＬ−８（文献１）、９４年春季応用物理学会３０
ｐ−Ｑ−６（文献２））。
導体素子においては、ＧａＡｓ膜の表面やＡｌＧａＡｓ
膜の表面に直接ゲート電極材料である金属を堆積して、
ゲート電極を形成する。ＧａＡｓ膜やＡｌＧａＡｓ膜の
表面には自然酸化膜等の表面酸化膜が形成されており、
この表面酸化膜の状態は、素子の特性に影響を与えるこ
とが知られている（例えば９５年春季応用物理学会２８
ａ−ＺＬ−８（文献１）、９４年春季応用物理学会３０
ｐ−Ｑ−６（文献２））。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧａＡ
ｓ膜やＡｌＧａＡｓ膜の表面酸化膜の構造は明らかにさ
れていない。このような表面酸化膜の構造解析は、通常
ＸＰＳ分析により行われるが、これらＧａＡｓ膜やＡｌ
ＧａＡｓ膜の表面酸化膜のＸＰＳ分析結果に対する解析
方法は確立されていない。
ｓ膜やＡｌＧａＡｓ膜の表面酸化膜の構造は明らかにさ
れていない。このような表面酸化膜の構造解析は、通常
ＸＰＳ分析により行われるが、これらＧａＡｓ膜やＡｌ
ＧａＡｓ膜の表面酸化膜のＸＰＳ分析結果に対する解析
方法は確立されていない。
【０００４】また、例えば、ＡｌＧａＡｓ膜において、
Ａｌの組成を変化させたＡｌＧａＡｓ膜に対してＸＰＳ
分析を行うと、各軌道を反映するスペクトルのピーク
は、Ａｌの組成を変化させる前と比較してシフトする。
Ａｌの組成を変化させたＡｌＧａＡｓ膜に対してＸＰＳ
分析を行うと、各軌道を反映するスペクトルのピーク
は、Ａｌの組成を変化させる前と比較してシフトする。
【０００５】しかしながら、現在のところ、Ａｌの組成
の変化とシフト量との関係は明らかにされていない。
の変化とシフト量との関係は明らかにされていない。
【０００６】このため、ＧａとＡｓと少なくとも１種類
の、これらＧａやＡｓとは異なる元素とを含む膜および
その表面酸化膜の表面解析方法、特にＸＰＳ分析を用い
た表面解析方法の出現が望まれていた。
の、これらＧａやＡｓとは異なる元素とを含む膜および
その表面酸化膜の表面解析方法、特にＸＰＳ分析を用い
た表面解析方法の出現が望まれていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】ところで、この発明に係
る発明者は、ＧａＡｓ膜の表面酸化膜中にＡｓ2 Ｏ4の
４員環分子構造が存在することを既に見出している（特
願平１０−６００７５号）。そして、このＡｓ2 Ｏ4 の
構造は、ＧａＡｓの表面酸化膜だけに限らず、ＧａとＡ
ｓとを含む表面酸化膜中には含まれるものと想定され
る。
る発明者は、ＧａＡｓ膜の表面酸化膜中にＡｓ2 Ｏ4の
４員環分子構造が存在することを既に見出している（特
願平１０−６００７５号）。そして、このＡｓ2 Ｏ4 の
構造は、ＧａＡｓの表面酸化膜だけに限らず、ＧａとＡ
ｓとを含む表面酸化膜中には含まれるものと想定され
る。
【０００８】そして、上記特願平１０−６００７５号で
は、ＧａＡｓの表面酸化膜のＸＰＳ分析より、Ａｓ2 Ｏ
4 のＡｓ３ｄピークの位置は、４４．２５ｅＶであると
決定している。Ａｓ2 Ｏ4 は表面酸化膜中のアモルファ
ス構造の網目の中に存在していて、この内殻の軌道は、
周囲の構造からの影響が実質的にないために安定した軌
道エネルギーを有している。上記Ａｓ３ｄピークは内殻
の軌道のエネルギーを反映している。よって、このピー
ク位置は膜の組成の変化等によってシフトすることはな
い。
は、ＧａＡｓの表面酸化膜のＸＰＳ分析より、Ａｓ2 Ｏ
4 のＡｓ３ｄピークの位置は、４４．２５ｅＶであると
決定している。Ａｓ2 Ｏ4 は表面酸化膜中のアモルファ
ス構造の網目の中に存在していて、この内殻の軌道は、
周囲の構造からの影響が実質的にないために安定した軌
道エネルギーを有している。上記Ａｓ３ｄピークは内殻
の軌道のエネルギーを反映している。よって、このピー
ク位置は膜の組成の変化等によってシフトすることはな
い。
【０００９】また、Ａｓ2 Ｏ5 のＡｓ３ｄピークも、Ａ
ｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピークと同様に、膜の組成変化によ
って、実質的にシフトしない。
ｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピークと同様に、膜の組成変化によ
って、実質的にシフトしない。
【００１０】このため、この発明によれば、Ｇａと、Ａ
ｓと、少なくとも１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元
素とを含むと共に、互いに異なる組成を有する２種類以
上の膜および該膜の表面に形成された表面酸化膜に対し
てＸＰＳ分析を行い、表面酸化膜中に含まれる物質であ
って、周辺構造の影響を実質的に受けない軌道を有する
物質を基準物質として、ＸＰＳ分析から得られる基準物
質の上記軌道のピークの位置を基準ピーク位置として定
めて、ＸＰＳ分析により得られる他の各ピーク位置を、
上記基準ピーク位置を用いて決定し、決定されたピーク
位置から、膜の組成とピーク位置との関係を関数式によ
り表すことを特徴とする。
ｓと、少なくとも１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元
素とを含むと共に、互いに異なる組成を有する２種類以
上の膜および該膜の表面に形成された表面酸化膜に対し
てＸＰＳ分析を行い、表面酸化膜中に含まれる物質であ
って、周辺構造の影響を実質的に受けない軌道を有する
物質を基準物質として、ＸＰＳ分析から得られる基準物
質の上記軌道のピークの位置を基準ピーク位置として定
めて、ＸＰＳ分析により得られる他の各ピーク位置を、
上記基準ピーク位置を用いて決定し、決定されたピーク
位置から、膜の組成とピーク位置との関係を関数式によ
り表すことを特徴とする。
【００１１】ここで、表面酸化膜は、膜に形成される自
然酸化膜でもよいし、或いは膜に対しＯ2 アッシング処
理を行ってから形成される酸化膜であってもよい。
然酸化膜でもよいし、或いは膜に対しＯ2 アッシング処
理を行ってから形成される酸化膜であってもよい。
【００１２】これにより、ＸＰＳ分析により得られるピ
ーク位置のシフト量と、膜の組成との関係を関数式で表
すことができる。従って、膜の組成から計算によってピ
ーク位置を容易に求めることができる。また、測定した
ピーク位置から膜の組成を求めることもできる。また、
膜の表面に対して水洗いや、ＨＣｌ処理や、Ｈ2 Ｏ2処
理などの表面処理を行った場合に、この膜の本来の構造
を反映するピーク位置は、膜の組成から計算によって求
めることができるので、計算により得られるピーク位置
と表面処理後の膜のＸＰＳ分析から得られるピーク位置
とを比較することによって、表面処理後の膜の表面解析
を行うことができる。
ーク位置のシフト量と、膜の組成との関係を関数式で表
すことができる。従って、膜の組成から計算によってピ
ーク位置を容易に求めることができる。また、測定した
ピーク位置から膜の組成を求めることもできる。また、
膜の表面に対して水洗いや、ＨＣｌ処理や、Ｈ2 Ｏ2処
理などの表面処理を行った場合に、この膜の本来の構造
を反映するピーク位置は、膜の組成から計算によって求
めることができるので、計算により得られるピーク位置
と表面処理後の膜のＸＰＳ分析から得られるピーク位置
とを比較することによって、表面処理後の膜の表面解析
を行うことができる。
【００１３】また、基準物質は、ＧａとＡｓとを含む膜
およびこの膜の表面に形成される表面酸化膜の組成が変
化しても、ＸＰＳ分析により得られるピーク位置が実質
的にシフトしない、すなわち周辺構造の影響を受けない
軌道を有する物質とする。ここでは、表面酸化膜中に存
在するＡｓ2 Ｏ4 とする。Ａｓ2 Ｏ4 は、表面酸化膜中
で４員環構造をとっており、かつ周囲のＧａやＯで構成
されているアモルファス構造の網目の中に存在している
と考えられる。そして、このＡｓ2 Ｏ4 の内殻の軌道
は、Ａｓ2 Ｏ4 の周囲の物質の影響をほとんど受けな
い。従って、Ａｓ2Ｏ4 のＡｓ３ｄピークは、内殻の軌
道のエネルギーを反映しているので、膜の組成が変わっ
てもピーク位置は実質的にシフトしない。
およびこの膜の表面に形成される表面酸化膜の組成が変
化しても、ＸＰＳ分析により得られるピーク位置が実質
的にシフトしない、すなわち周辺構造の影響を受けない
軌道を有する物質とする。ここでは、表面酸化膜中に存
在するＡｓ2 Ｏ4 とする。Ａｓ2 Ｏ4 は、表面酸化膜中
で４員環構造をとっており、かつ周囲のＧａやＯで構成
されているアモルファス構造の網目の中に存在している
と考えられる。そして、このＡｓ2 Ｏ4 の内殻の軌道
は、Ａｓ2 Ｏ4 の周囲の物質の影響をほとんど受けな
い。従って、Ａｓ2Ｏ4 のＡｓ３ｄピークは、内殻の軌
道のエネルギーを反映しているので、膜の組成が変わっ
てもピーク位置は実質的にシフトしない。
【００１４】また、基準物質として、Ａｓ2 Ｏ5 を用い
てもよい。Ａｓ2 Ｏ5 のＡｓ３ｄピークのピーク位置
も、膜の組成の変化によって実質的にシフトしない。
てもよい。Ａｓ2 Ｏ5 のＡｓ３ｄピークのピーク位置
も、膜の組成の変化によって実質的にシフトしない。
【００１５】基準物質として、例えば上述したＡｓ2 Ｏ
4 を用いた場合について説明する。そして、Ａｓ2 Ｏ4
の基準ピーク位置を例えば内殻の軌道を反映するＡｓ３
ｄピーク位置とする。そして、ＧａＡｓの表面酸化膜の
ＸＰＳ分析から得られる、Ａｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピーク
位置である４４．２５ｅＶを基準ピーク位置として用い
て、ＧａとＡｓと少なくとも１種類の異なる元素とを含
む膜およびこの膜の表面酸化膜に対して行われたＸＰＳ
分析から得られる各軌道のピーク位置を決定する。この
結果、各軌道のエネルギーを反映するピークの位置は、
膜の組成と比例して変化（シフト）していることが分か
る。このため、ＸＰＳ分析により得られるピーク位置の
シフト量と、膜の組成との関係を関数式で表すことがで
きる。従って膜が分かれば、この膜の組成から得られた
関数式を用いて、計算によってピーク位置を容易に求め
ることができる。或いは、測定したピーク位置から、こ
の関数式を用いて、膜の組成を求めることもできる。或
いはまた、膜の表面に対して水洗いや、ＨＣｌ処理や、
Ｈ2 Ｏ2 処理などの表面処理を行った場合に、この膜の
本来の構造を反映するピーク位置は、膜の組成から、こ
の関数式を用いた計算によって、求めることができるの
で、計算により得られるピーク位置と表面処理後の膜の
ＸＰＳ分析から得られるピーク位置とを比較することに
よって、表面処理後の膜の表面解析を行うことができ
る。
4 を用いた場合について説明する。そして、Ａｓ2 Ｏ4
の基準ピーク位置を例えば内殻の軌道を反映するＡｓ３
ｄピーク位置とする。そして、ＧａＡｓの表面酸化膜の
ＸＰＳ分析から得られる、Ａｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピーク
位置である４４．２５ｅＶを基準ピーク位置として用い
て、ＧａとＡｓと少なくとも１種類の異なる元素とを含
む膜およびこの膜の表面酸化膜に対して行われたＸＰＳ
分析から得られる各軌道のピーク位置を決定する。この
結果、各軌道のエネルギーを反映するピークの位置は、
膜の組成と比例して変化（シフト）していることが分か
る。このため、ＸＰＳ分析により得られるピーク位置の
シフト量と、膜の組成との関係を関数式で表すことがで
きる。従って膜が分かれば、この膜の組成から得られた
関数式を用いて、計算によってピーク位置を容易に求め
ることができる。或いは、測定したピーク位置から、こ
の関数式を用いて、膜の組成を求めることもできる。或
いはまた、膜の表面に対して水洗いや、ＨＣｌ処理や、
Ｈ2 Ｏ2 処理などの表面処理を行った場合に、この膜の
本来の構造を反映するピーク位置は、膜の組成から、こ
の関数式を用いた計算によって、求めることができるの
で、計算により得られるピーク位置と表面処理後の膜の
ＸＰＳ分析から得られるピーク位置とを比較することに
よって、表面処理後の膜の表面解析を行うことができ
る。
【００１６】また、ＧａとＡｓとこれらＧａおよびＡｓ
とは異なる少なくとも１種類の元素とを含む膜を、Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓとするのがよい。但し、Ａｌ組成を示す
ｘは０以上１以下とする。
とは異なる少なくとも１種類の元素とを含む膜を、Ａｌ
x Ｇａ1-x Ａｓとするのがよい。但し、Ａｌ組成を示す
ｘは０以上１以下とする。
【００１７】このＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜の表面に表面酸
化膜を形成する。この表面酸化膜中には、Ａｓ2 Ｏ4 が
存在する。そこで、Ａｌ組成の異なる２種類以上のＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ膜および表面酸化膜に対して、ＸＰＳ分
析を行い、このＡｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピーク位置（４
４．２５ｅＶ）を基準ピークとして用いて、得られるそ
れぞれのピーク位置を求める。これにより、Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ膜を構成する元素の軌道エネルギーを反映する
それぞれのピーク位置は、Ａｌ組成ｘに比例している。
このため、ＸＰＳ分析によるピーク位置はＡｌ組成ｘを
用いた関数式によって表すことができる。
化膜を形成する。この表面酸化膜中には、Ａｓ2 Ｏ4 が
存在する。そこで、Ａｌ組成の異なる２種類以上のＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ膜および表面酸化膜に対して、ＸＰＳ分
析を行い、このＡｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピーク位置（４
４．２５ｅＶ）を基準ピークとして用いて、得られるそ
れぞれのピーク位置を求める。これにより、Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ膜を構成する元素の軌道エネルギーを反映する
それぞれのピーク位置は、Ａｌ組成ｘに比例している。
このため、ＸＰＳ分析によるピーク位置はＡｌ組成ｘを
用いた関数式によって表すことができる。
【００１８】また、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜の表面酸化膜
には、Ａｓ2 Ｏ4 とＡｓ2 Ｏ5 とＡｌ2 Ｏ3 とＧａ2 Ｏ
3 とが含まれていると考えられるが、ＸＰＳ分析により
得られる表面酸化膜のＧａ３ｄピーク位置は、Ａｌ組成
ｘに比例して高波数側にシフトする。また、表面酸化膜
のＡｌ２ｐピーク位置もＡｌ組成ｘに比例して高波数側
にシフトする。表面酸化膜中にＡｌ2 Ｏ3 とＧａ2 Ｏ3
のみが含まれているのであれば、Ａｌ３ｄピークおよび
Ｇａ３ｄピークは、ピークの強度が変化することはあっ
ても、ピークの位置がシフトすることはない。よって、
Ａｌx Ｇａ1-xＡｓ膜の表面酸化膜中には、Ａｌ2xＧａ
2-2xＯという構造を有していると解析することができ
る。
には、Ａｓ2 Ｏ4 とＡｓ2 Ｏ5 とＡｌ2 Ｏ3 とＧａ2 Ｏ
3 とが含まれていると考えられるが、ＸＰＳ分析により
得られる表面酸化膜のＧａ３ｄピーク位置は、Ａｌ組成
ｘに比例して高波数側にシフトする。また、表面酸化膜
のＡｌ２ｐピーク位置もＡｌ組成ｘに比例して高波数側
にシフトする。表面酸化膜中にＡｌ2 Ｏ3 とＧａ2 Ｏ3
のみが含まれているのであれば、Ａｌ３ｄピークおよび
Ｇａ３ｄピークは、ピークの強度が変化することはあっ
ても、ピークの位置がシフトすることはない。よって、
Ａｌx Ｇａ1-xＡｓ膜の表面酸化膜中には、Ａｌ2xＧａ
2-2xＯという構造を有していると解析することができ
る。
【００１９】また、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜に対して水洗
いやＨＣｌ処理等の表面処理を行った場合に、処理後の
膜のＸＰＳ分析を行って得られるピーク位置と、関数式
から得られるピーク位置とを比較することによって、処
理後の膜の表面の状態（構造）を解析することができ
る。
いやＨＣｌ処理等の表面処理を行った場合に、処理後の
膜のＸＰＳ分析を行って得られるピーク位置と、関数式
から得られるピーク位置とを比較することによって、処
理後の膜の表面の状態（構造）を解析することができ
る。
【００２０】また、Ａｓ2 Ｏ4 とＡｓ2 Ｏ5 に起因する
軌道を除く、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜を構成する元素の軌
道および表面酸化膜を構成する元素の軌道を反映するピ
ークは、Ａｌ組成ｘに比例してピーク位置がシフトする
と考えられる。
軌道を除く、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜を構成する元素の軌
道および表面酸化膜を構成する元素の軌道を反映するピ
ークは、Ａｌ組成ｘに比例してピーク位置がシフトする
と考えられる。
【００２１】また、ＧａとＡｓとを含む膜は、Ａｌに限
らず、例えばＩｎやＴｌを含む３Ｂ族元素群から選ばれ
る１つの元素と、Ｇａと、Ａｓとで構成される膜として
もよい。例えば、Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓ膜（０≦ｙ≦
１）、Ｔｌz Ｇａ1-z Ａｓ膜（０≦ｚ≦１）として、そ
れぞれの膜の表面に表面酸化膜を形成する。この後、Ｘ
ＰＳ分析を行ってＡｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピークの位置を
４４．２５ｅＶに定めて、膜および表面酸化膜を構成す
る元素の軌道ピークの位置を求める。その結果、それぞ
れの軌道のピーク位置は、Ｉｎ組成ｙまたはＴｌ組成ｚ
に比例してシフトしており、またこの位置を関数式で表
すことができる。このため、表された関数式から、所定
の組成を有する膜の、膜を構成する各元素の軌道のピー
ク位置を求めることができる。また、組成の分からない
ＩｎＧａＡｓ膜もしくはＴｌＧａＡｓ膜に対してＸＰＳ
分析を行えば、得られる各軌道のピーク位置から膜の組
成を求めることができる。さらに、組成の分かっている
膜に何らかの表面処理を行った後、処理後の膜に対して
ＸＰＳ分析を行う。このＸＰＳ分析により得られる各軌
道のピーク位置と、計算により求められるピーク位置と
を比較することにより、表面処理後の膜の構造を解析す
ることができる。
らず、例えばＩｎやＴｌを含む３Ｂ族元素群から選ばれ
る１つの元素と、Ｇａと、Ａｓとで構成される膜として
もよい。例えば、Ｉｎy Ｇａ1-y Ａｓ膜（０≦ｙ≦
１）、Ｔｌz Ｇａ1-z Ａｓ膜（０≦ｚ≦１）として、そ
れぞれの膜の表面に表面酸化膜を形成する。この後、Ｘ
ＰＳ分析を行ってＡｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピークの位置を
４４．２５ｅＶに定めて、膜および表面酸化膜を構成す
る元素の軌道ピークの位置を求める。その結果、それぞ
れの軌道のピーク位置は、Ｉｎ組成ｙまたはＴｌ組成ｚ
に比例してシフトしており、またこの位置を関数式で表
すことができる。このため、表された関数式から、所定
の組成を有する膜の、膜を構成する各元素の軌道のピー
ク位置を求めることができる。また、組成の分からない
ＩｎＧａＡｓ膜もしくはＴｌＧａＡｓ膜に対してＸＰＳ
分析を行えば、得られる各軌道のピーク位置から膜の組
成を求めることができる。さらに、組成の分かっている
膜に何らかの表面処理を行った後、処理後の膜に対して
ＸＰＳ分析を行う。このＸＰＳ分析により得られる各軌
道のピーク位置と、計算により求められるピーク位置と
を比較することにより、表面処理後の膜の構造を解析す
ることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き説明する。なお、以下に記載する数値等の条件や材料
などは単なる一例に過ぎない。よって、この発明は、こ
の実施の形態に何ら限定されるものではない。
き説明する。なお、以下に記載する数値等の条件や材料
などは単なる一例に過ぎない。よって、この発明は、こ
の実施の形態に何ら限定されるものではない。
【００２３】この実施の形態において、まず、ＸＰＳ分
析の対象となる膜体は、本来の膜とこの膜の表面に形成
された表面酸化膜とを含む構造を有している。この本来
の膜は、ＧａとＡｓと少なくとも１種類の、これらＧａ
およびＡｓとは異なる元素とを含む膜であり、この膜と
してＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜を用いる。このＡｌx Ｇａ
1-x Ａｓ膜の表面に表面酸化膜を形成して、ＸＰＳ分析
の対象となる膜体を得る。この膜体に従って、ここで
は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜およびこの表面酸化膜に対し
てＸＰＳ分析を行う。そして、２種類以上の異なる組成
を有する膜として、ここでは、以下の３種類の膜（〜
）を用意する。よって、 Ａｌ組成ｘが０の膜すなわちＧａＡｓ膜およびＧａＡ
ｓ表面酸化膜と、 Ａｌ組成が０．１５であるＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜お
よびその表面酸化膜と、 Ａｌ組成が０．２８であるＡｌ0.28Ｇａ0.72Ａｓ膜お
よびその表面酸化膜とを用意する。
析の対象となる膜体は、本来の膜とこの膜の表面に形成
された表面酸化膜とを含む構造を有している。この本来
の膜は、ＧａとＡｓと少なくとも１種類の、これらＧａ
およびＡｓとは異なる元素とを含む膜であり、この膜と
してＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜を用いる。このＡｌx Ｇａ
1-x Ａｓ膜の表面に表面酸化膜を形成して、ＸＰＳ分析
の対象となる膜体を得る。この膜体に従って、ここで
は、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜およびこの表面酸化膜に対し
てＸＰＳ分析を行う。そして、２種類以上の異なる組成
を有する膜として、ここでは、以下の３種類の膜（〜
）を用意する。よって、 Ａｌ組成ｘが０の膜すなわちＧａＡｓ膜およびＧａＡ
ｓ表面酸化膜と、 Ａｌ組成が０．１５であるＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜お
よびその表面酸化膜と、 Ａｌ組成が０．２８であるＡｌ0.28Ｇａ0.72Ａｓ膜お
よびその表面酸化膜とを用意する。
【００２４】の膜：まず、ＧａＡｓ膜およびＧａＡｓ
表面酸化膜は、（１００）面を主面とするＧａＡｓ基板
に対してＯ2 アッシングを施して、ＧａＡｓ基板の表面
に所要膜厚のＧａＡｓ表面酸化膜を形成する。
表面酸化膜は、（１００）面を主面とするＧａＡｓ基板
に対してＯ2 アッシングを施して、ＧａＡｓ基板の表面
に所要膜厚のＧａＡｓ表面酸化膜を形成する。
【００２５】の膜：Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜およびそ
の表面酸化膜は、次のようにして形成する。まず、Ｇａ
Ａｓ基板の（１００）面上に、ＭＢＥ（分子線エピタキ
シー：Molecurar Beam epitaxy）装置を用いてＡｌ0.15
Ｇａ0.85Ａｓ膜を約５０００Å（５００ｎｍ）の厚さに
形成する。この後、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜が形成され
たＧａＡｓ基板に対してＯ2 アッシングを行って、Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜の表面に所要の膜厚の表面酸化膜を
形成する。
の表面酸化膜は、次のようにして形成する。まず、Ｇａ
Ａｓ基板の（１００）面上に、ＭＢＥ（分子線エピタキ
シー：Molecurar Beam epitaxy）装置を用いてＡｌ0.15
Ｇａ0.85Ａｓ膜を約５０００Å（５００ｎｍ）の厚さに
形成する。この後、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜が形成され
たＧａＡｓ基板に対してＯ2 アッシングを行って、Ａｌ
0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜の表面に所要の膜厚の表面酸化膜を
形成する。
【００２６】の膜：Ａｌ0.28Ｇａ0.72Ａｓ膜およびそ
の表面酸化膜も、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜およびその表
面酸化膜と同様に、ＧａＡｓ基板の（１００）面上に、
同様の方法を用いて形成する。
の表面酸化膜も、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜およびその表
面酸化膜と同様に、ＧａＡｓ基板の（１００）面上に、
同様の方法を用いて形成する。
【００２７】なお、これらの膜および表面酸化膜（〜
）に対しては、後にＸＰＳ分析を行うため、表面酸化
膜の膜厚は、５〜５０Å（０．５〜５ｎｍ）の厚さに形
成する。このため、各表面酸化膜を形成するＯ2 アッシ
ングは、ここでは、３００Ｗの電力で５ｍＴｏｒｒの雰
囲気圧下で５分間行う。
）に対しては、後にＸＰＳ分析を行うため、表面酸化
膜の膜厚は、５〜５０Å（０．５〜５ｎｍ）の厚さに形
成する。このため、各表面酸化膜を形成するＯ2 アッシ
ングは、ここでは、３００Ｗの電力で５ｍＴｏｒｒの雰
囲気圧下で５分間行う。
【００２８】また、ＧａＡｓ基板上へのＡｌＧａＡｓ膜
の形成は、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）装置を用
いて行ってもよい。
の形成は、ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）装置を用
いて行ってもよい。
【００２９】次に、ＸＰＳ分析法を用いて、作成したサ
ンプル（〜の膜）の分析を行う。装置には、Ｐｅｒ
ｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製のＰＨＩ５４００ＭＣ（商品
名）を用いる。そして、Ｘ線源としてのターゲットにＡ
ｌ（ＡｌＫα）を用い、Ｘ線エネルギーは１４８６．６
ｅＶに設定する。また、分析系の各設定は以下の通りに
する。すなわち、測定領域：１．１ｍｍΦ、検出角：約
４５°、真空度：３×１０-9Ｔｏｒｒ程度、およびパス
エネルギー：３５．７５ｅＶとする。
ンプル（〜の膜）の分析を行う。装置には、Ｐｅｒ
ｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製のＰＨＩ５４００ＭＣ（商品
名）を用いる。そして、Ｘ線源としてのターゲットにＡ
ｌ（ＡｌＫα）を用い、Ｘ線エネルギーは１４８６．６
ｅＶに設定する。また、分析系の各設定は以下の通りに
する。すなわち、測定領域：１．１ｍｍΦ、検出角：約
４５°、真空度：３×１０-9Ｔｏｒｒ程度、およびパス
エネルギー：３５．７５ｅＶとする。
【００３０】この結果、膜を構成する各元素の軌道エネ
ルギーを反映するピーク値は、検出される光電子エネル
ギーを原子核に対する束縛エネルギーに換算してｅＶ単
位で表される。
ルギーを反映するピーク値は、検出される光電子エネル
ギーを原子核に対する束縛エネルギーに換算してｅＶ単
位で表される。
【００３１】ここで、の膜の表面酸化膜である、Ｇａ
Ａｓ表面酸化膜中に含まれるＡｓ2Ｏ4 のＡｓ３ｄピー
クは、ＧａＡｓ膜のＡｓ３ｄピークとして既知のピーク
位置である４１．１５ｅＶから３ｅＶ高エネルギー側に
シフトしている４４．２５ｅＶの位置に現れる。このＡ
ｓ2 Ｏ4 は、〜の膜のどの表面酸化膜中にも存在し
ている。また、Ａｓ2 Ｏ4 は、表面酸化膜中のＧａとＡ
ｌとＯとで構成されるアモルファス構造の網目中に４員
環構造として存在している。そして、Ａｓ３ｄピーク
は、内殻の軌道のエネルギーを反映しているピークであ
る。このため、Ａｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄ軌道は、周辺構造
の影響を実質的には受けない軌道であると考えられる。
よって、膜中のＡｌ組成が変化しても、Ａｓ３ｄピーク
位置がシフトすることはない。
Ａｓ表面酸化膜中に含まれるＡｓ2Ｏ4 のＡｓ３ｄピー
クは、ＧａＡｓ膜のＡｓ３ｄピークとして既知のピーク
位置である４１．１５ｅＶから３ｅＶ高エネルギー側に
シフトしている４４．２５ｅＶの位置に現れる。このＡ
ｓ2 Ｏ4 は、〜の膜のどの表面酸化膜中にも存在し
ている。また、Ａｓ2 Ｏ4 は、表面酸化膜中のＧａとＡ
ｌとＯとで構成されるアモルファス構造の網目中に４員
環構造として存在している。そして、Ａｓ３ｄピーク
は、内殻の軌道のエネルギーを反映しているピークであ
る。このため、Ａｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄ軌道は、周辺構造
の影響を実質的には受けない軌道であると考えられる。
よって、膜中のＡｌ組成が変化しても、Ａｓ３ｄピーク
位置がシフトすることはない。
【００３２】よって、〜のサンプルのＸＰＳ分析の
結果の、Ａｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピークに相当するピーク
の位置を４４．２５ｅＶとして、例えば、のサンプル
については、ＧａＡｓ基板のＧａ３ｄピーク、Ａｓ３ｄ
ピーク、表面酸化膜のＧａ３ｄピーク、のサンプルに
ついては、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク、
Ａｓ３ｄピーク、Ａｌ２ｐピーク、表面酸化膜のＧａ３
ｄピーク、Ａｌ２ｐピーク、のサンプルについては、
Ａｌ0.28Ｇａ0.72Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク、Ａｓ３ｄピ
ーク、Ａｌ２ｐピーク、表面酸化膜のＧａ３ｄピーク、
およびＡｌ２ｐピークのピーク位置をそれぞれ求める。
結果の、Ａｓ2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピークに相当するピーク
の位置を４４．２５ｅＶとして、例えば、のサンプル
については、ＧａＡｓ基板のＧａ３ｄピーク、Ａｓ３ｄ
ピーク、表面酸化膜のＧａ３ｄピーク、のサンプルに
ついては、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク、
Ａｓ３ｄピーク、Ａｌ２ｐピーク、表面酸化膜のＧａ３
ｄピーク、Ａｌ２ｐピーク、のサンプルについては、
Ａｌ0.28Ｇａ0.72Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク、Ａｓ３ｄピ
ーク、Ａｌ２ｐピーク、表面酸化膜のＧａ３ｄピーク、
およびＡｌ２ｐピークのピーク位置をそれぞれ求める。
【００３３】各ピークの位置を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】ＧａＡｓ基板のＧａ３ｄピーク位置は１
９．２５ｅＶ、Ａｓ３ｄピーク位置は４１．１５ｅＶ、
表面酸化膜のＧａ３ｄピーク位置は２０．０３ｅＶであ
った。また、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク
位置は１９．４４ｅＶ、Ａｓ３ｄピーク位置は４１．３
４ｅＶ、Ａｌ２ｐピーク位置は７３．８２ｅＶ、表面酸
化膜のＧａ３ｄピーク位置は２０．３９ｅＶ、Ａｌ２ｐ
ピーク位置は７４．６９ｅＶであった。また、Ａｌ0.28
Ｇａ0.72Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク位置は１９．６４ｅ
Ｖ、Ａｓ３ｄピーク位置は４１．４９ｅＶ、Ａｌ２ｐピ
ーク位置は７４．０２ｅＶ、表面酸化膜のＧａ３ｄピー
ク位置は２０．５８ｅＶ、Ａｌ２ｐピーク位置は７４．
８９ｅＶであった。
９．２５ｅＶ、Ａｓ３ｄピーク位置は４１．１５ｅＶ、
表面酸化膜のＧａ３ｄピーク位置は２０．０３ｅＶであ
った。また、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク
位置は１９．４４ｅＶ、Ａｓ３ｄピーク位置は４１．３
４ｅＶ、Ａｌ２ｐピーク位置は７３．８２ｅＶ、表面酸
化膜のＧａ３ｄピーク位置は２０．３９ｅＶ、Ａｌ２ｐ
ピーク位置は７４．６９ｅＶであった。また、Ａｌ0.28
Ｇａ0.72Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク位置は１９．６４ｅ
Ｖ、Ａｓ３ｄピーク位置は４１．４９ｅＶ、Ａｌ２ｐピ
ーク位置は７４．０２ｅＶ、表面酸化膜のＧａ３ｄピー
ク位置は２０．５８ｅＶ、Ａｌ２ｐピーク位置は７４．
８９ｅＶであった。
【００３６】そして、Ａｌ組成を横軸にとり、得られた
ピーク位置を縦軸にとってグラフに示すと図１〜図３に
示すような直線が得られる。図１は、Ｇａ３ｄ軌道につ
いてのＡｌ組成の変化に対するピーク位置の変化を示し
ている。図２は、Ａｓ３ｄ軌道についてのＡｌ組成の変
化に対するピーク位置の変化を示している。図３は、Ａ
ｌ２ｐ軌道についてのＡｌ組成の変化に対するピーク位
置の変化を示している。
ピーク位置を縦軸にとってグラフに示すと図１〜図３に
示すような直線が得られる。図１は、Ｇａ３ｄ軌道につ
いてのＡｌ組成の変化に対するピーク位置の変化を示し
ている。図２は、Ａｓ３ｄ軌道についてのＡｌ組成の変
化に対するピーク位置の変化を示している。図３は、Ａ
ｌ２ｐ軌道についてのＡｌ組成の変化に対するピーク位
置の変化を示している。
【００３７】なお、図１〜図３において、Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ膜（０≦ｘ≦１）のピークを黒丸で、また、表
面酸化膜のピークを白丸で示している。
1-x Ａｓ膜（０≦ｘ≦１）のピークを黒丸で、また、表
面酸化膜のピークを白丸で示している。
【００３８】図１〜図３を参照すると、Ａｌx Ｇａ1-x
Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク位置、Ａｓ３ｄピーク位置およ
びＡｌ２ｐピーク位置は、いずれも、Ａｌ組成ｘに比例
して高波数側（高エネルギー側）にシフトしている。ま
た、表面酸化膜のＧａ３ｄピーク位置およびＡｌ２ｐピ
ーク位置もＡｌ組成ｘに比例して高波数側へシフトして
いる。
Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク位置、Ａｓ３ｄピーク位置およ
びＡｌ２ｐピーク位置は、いずれも、Ａｌ組成ｘに比例
して高波数側（高エネルギー側）にシフトしている。ま
た、表面酸化膜のＧａ３ｄピーク位置およびＡｌ２ｐピ
ーク位置もＡｌ組成ｘに比例して高波数側へシフトして
いる。
【００３９】また、〜の表面酸化膜のＡｓ2 Ｏ5 の
Ａｓ３ｄピーク位置も求めたところ、ＧａＡｓ基板では
ピークが得られず、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓの表面酸化膜
では４５．６９ｅＶであった。また、Ａｌ0.28Ｇａ0.72
Ａｓの表面酸化膜では４５．７４ｅＶであった。この結
果を図２に示す。図２では、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＡ
ｓ３ｄピークを黒丸で示し、表面酸化膜中のＡｓ2 Ｏ4
のＡｓ３ｄピークを白丸で示し、および表面酸化膜中の
Ａｓ2 Ｏ5 のＡｓ３ｄピークを白四角で示している。図
２によれば、Ａｓ2 Ｏ5 のＡｓ３ｄピーク位置も、Ａｓ
2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピーク位置と同様に、Ａｌ組成ｘによ
らず、一定のピーク位置を示していることが分かる。こ
のため、基準物質としてＡｓ2 Ｏ4 の代わりにＡｓ2 Ｏ
5 を用いてもよい。
Ａｓ３ｄピーク位置も求めたところ、ＧａＡｓ基板では
ピークが得られず、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓの表面酸化膜
では４５．６９ｅＶであった。また、Ａｌ0.28Ｇａ0.72
Ａｓの表面酸化膜では４５．７４ｅＶであった。この結
果を図２に示す。図２では、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＡ
ｓ３ｄピークを黒丸で示し、表面酸化膜中のＡｓ2 Ｏ4
のＡｓ３ｄピークを白丸で示し、および表面酸化膜中の
Ａｓ2 Ｏ5 のＡｓ３ｄピークを白四角で示している。図
２によれば、Ａｓ2 Ｏ5 のＡｓ３ｄピーク位置も、Ａｓ
2 Ｏ4 のＡｓ３ｄピーク位置と同様に、Ａｌ組成ｘによ
らず、一定のピーク位置を示していることが分かる。こ
のため、基準物質としてＡｓ2 Ｏ4 の代わりにＡｓ2 Ｏ
5 を用いてもよい。
【００４０】また、各軌道のピーク位置は、Ａｌの組成
をｘ（０≦ｘ≦１）とすると、次に示すような関数式で
表すことができる。
をｘ（０≦ｘ≦１）とすると、次に示すような関数式で
表すことができる。
【００４１】Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＧａ３ｄピーク位
置（Ｙ1 （単位ｅＶ））は、 Ｙ1 ＝１９．２５＋１．３９ｘ・・・（１） Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＡｓ３ｄピーク位置（Ｙ2 （単
位ｅＶ））は、 Ｙ2 ＝４１．１５＋１．２１ｘ・・・（２） Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＡｌ２ｐピーク位置（Ｙ3 （単
位ｅＶ））は、 Ｙ3 ＝７３．５９＋１．５３ｘ・・・（３） また、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜の表面酸化膜中には、Ａｓ
2 Ｏ4 およびＡｓ2 Ｏ5 以外にＧａ2 Ｏ3 およびＡｌ2
Ｏ3 が含まれていると考えられる。例えば、Ｇａ2 Ｏ3
が含まれていれば、ＧａＡｓ表面酸化膜のＧａ３ｄピー
ク位置である２０．０３ｅＶの位置のピークの強度が変
化しても、ピークの位置はシフトしないと予想される。
同様に、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの表面酸化膜にＡｌ2 Ｏ3
が含まれるとすると、表面酸化膜のＡｌ２ｐピーク位置
は、Ａｌ組成ｘが変化しても同じだろうと考えられる。
しかしながら、表面酸化膜のＧａ３ｄピーク位置および
Ａｌ２ｐピーク位置はＡｌ組成ｘの変化に比例してシフ
トしている。よって、Ａｌ組成が高くなるにつれて、Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓの表面酸化膜中には、Ｇａ2 Ｏ3のＧ
ａがＡｌに置換されたＡｌ2xＧａ2-2xＯ3 が含まれてい
ると考えられる。
置（Ｙ1 （単位ｅＶ））は、 Ｙ1 ＝１９．２５＋１．３９ｘ・・・（１） Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＡｓ３ｄピーク位置（Ｙ2 （単
位ｅＶ））は、 Ｙ2 ＝４１．１５＋１．２１ｘ・・・（２） Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＡｌ２ｐピーク位置（Ｙ3 （単
位ｅＶ））は、 Ｙ3 ＝７３．５９＋１．５３ｘ・・・（３） また、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜の表面酸化膜中には、Ａｓ
2 Ｏ4 およびＡｓ2 Ｏ5 以外にＧａ2 Ｏ3 およびＡｌ2
Ｏ3 が含まれていると考えられる。例えば、Ｇａ2 Ｏ3
が含まれていれば、ＧａＡｓ表面酸化膜のＧａ３ｄピー
ク位置である２０．０３ｅＶの位置のピークの強度が変
化しても、ピークの位置はシフトしないと予想される。
同様に、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓの表面酸化膜にＡｌ2 Ｏ3
が含まれるとすると、表面酸化膜のＡｌ２ｐピーク位置
は、Ａｌ組成ｘが変化しても同じだろうと考えられる。
しかしながら、表面酸化膜のＧａ３ｄピーク位置および
Ａｌ２ｐピーク位置はＡｌ組成ｘの変化に比例してシフ
トしている。よって、Ａｌ組成が高くなるにつれて、Ａ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓの表面酸化膜中には、Ｇａ2 Ｏ3のＧ
ａがＡｌに置換されたＡｌ2xＧａ2-2xＯ3 が含まれてい
ると考えられる。
【００４２】よって、Ａｌ2xＧａ2-2xＯ3 の各軌道のピ
ーク位置は、以下のような関数式で表すことができる。
ーク位置は、以下のような関数式で表すことができる。
【００４３】Ａｌ2xＧａ2-2xＯ3 のＧａ３ｄピーク位置
（Ｙ4 （単位ｅＶ））は、 Ｙ4 ＝２０．０３＋１．９６ｘ・・・（４） Ａｌ2xＧａ2-2xＯ3 のＡｌ２ｐピーク位置（Ｙ5 （単位
ｅＶ））は、 Ｙ5 ＝７４．４６＋１．５３ｘ・・・（５） これにより、この実施の形態ではＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜
およびこの表面酸化膜を構成する各元素の軌道のエネル
ギーを反映し、ＸＰＳ分析から得られるピーク位置を、
上記（１）〜（５）式を用いてＡｌ組成ｘから容易に求
めることができる。また、測定したピーク位置から膜の
Ａｌ組成を求めることもできる。また、膜の表面に対し
て水洗いや、ＨＣｌ処理や、Ｈ2 Ｏ2 処理などの表面処
理を行った場合に、この膜の本来の構造を反映するピー
ク位置は、膜のＡｌ組成から計算によって求めることが
できるので、計算により得られるピーク位置と表面処理
後の膜のＸＰＳ分析から得られるピーク位置とを比較す
ることによって、表面処理後の膜の表面解析を行うこと
ができる。
（Ｙ4 （単位ｅＶ））は、 Ｙ4 ＝２０．０３＋１．９６ｘ・・・（４） Ａｌ2xＧａ2-2xＯ3 のＡｌ２ｐピーク位置（Ｙ5 （単位
ｅＶ））は、 Ｙ5 ＝７４．４６＋１．５３ｘ・・・（５） これにより、この実施の形態ではＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜
およびこの表面酸化膜を構成する各元素の軌道のエネル
ギーを反映し、ＸＰＳ分析から得られるピーク位置を、
上記（１）〜（５）式を用いてＡｌ組成ｘから容易に求
めることができる。また、測定したピーク位置から膜の
Ａｌ組成を求めることもできる。また、膜の表面に対し
て水洗いや、ＨＣｌ処理や、Ｈ2 Ｏ2 処理などの表面処
理を行った場合に、この膜の本来の構造を反映するピー
ク位置は、膜のＡｌ組成から計算によって求めることが
できるので、計算により得られるピーク位置と表面処理
後の膜のＸＰＳ分析から得られるピーク位置とを比較す
ることによって、表面処理後の膜の表面解析を行うこと
ができる。
【００４４】また、この実施の形態では、Ａｌx Ｇａ
1-x Ａｓ膜およびその表面酸化膜のＸＰＳ分析から得ら
れるピークから、Ｇａ３ｄ軌道およびＡｌ２ｐ軌道のピ
ークの位置についての関数式を求めたが、これに限ら
ず、Ｇａ１ｓ軌道およびＧａ２ｓ軌道のピーク位置や、
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＡｓ１ｓ軌道およびＡｓ２ｓ軌
道のピーク位置等もまた、Ａｌ組成ｘに比例してシフト
する。このため、Ｇａ３ｄと同様に関数式で示すことが
できる。
1-x Ａｓ膜およびその表面酸化膜のＸＰＳ分析から得ら
れるピークから、Ｇａ３ｄ軌道およびＡｌ２ｐ軌道のピ
ークの位置についての関数式を求めたが、これに限ら
ず、Ｇａ１ｓ軌道およびＧａ２ｓ軌道のピーク位置や、
Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜のＡｓ１ｓ軌道およびＡｓ２ｓ軌
道のピーク位置等もまた、Ａｌ組成ｘに比例してシフト
する。このため、Ｇａ３ｄと同様に関数式で示すことが
できる。
【００４５】また、上記実施の形態では、この発明をＡ
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜およびその表面酸化膜に適用させた
例について説明したが、これに限らず、Ｉｎy Ｇａ1-y
Ａｓ（Ｉｎ組成ｙ：０≦ｙ≦１）膜およびこの表面酸化
膜に適用してもよい。この場合、Ｉｎ組成ｙの異なる２
種類以上のＩｎＧａＡｓ膜を用意して、上述した実施の
形態と同様にこの膜にＯ2 アッシング処理を行って表面
酸化膜を形成する。この後、ＩｎＧａＡｓ膜および表面
酸化膜に対してＸＰＳ分析を行い、表面酸化膜のＡｓ2
Ｏ4 のＡｓ３ｄピーク位置を基準ピーク位置として、Ｘ
ＰＳ分析により得られる各軌道のピーク位置を求める。
これにより、各軌道のピーク位置をＩｎ組成ｙの関数式
で表すことができる。また、同様に、Ｔｌz Ｇａ1-z Ａ
ｓ（Ｔｌ組成膜ｚ：０≦ｚ≦１）およびこの表面酸化膜
にこの発明を適用させてもよい。
ｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜およびその表面酸化膜に適用させた
例について説明したが、これに限らず、Ｉｎy Ｇａ1-y
Ａｓ（Ｉｎ組成ｙ：０≦ｙ≦１）膜およびこの表面酸化
膜に適用してもよい。この場合、Ｉｎ組成ｙの異なる２
種類以上のＩｎＧａＡｓ膜を用意して、上述した実施の
形態と同様にこの膜にＯ2 アッシング処理を行って表面
酸化膜を形成する。この後、ＩｎＧａＡｓ膜および表面
酸化膜に対してＸＰＳ分析を行い、表面酸化膜のＡｓ2
Ｏ4 のＡｓ３ｄピーク位置を基準ピーク位置として、Ｘ
ＰＳ分析により得られる各軌道のピーク位置を求める。
これにより、各軌道のピーク位置をＩｎ組成ｙの関数式
で表すことができる。また、同様に、Ｔｌz Ｇａ1-z Ａ
ｓ（Ｔｌ組成膜ｚ：０≦ｚ≦１）およびこの表面酸化膜
にこの発明を適用させてもよい。
【００４６】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明のＧａとＡｓと少なくとも１種類の、これらＧａお
よびＡｓとは異なる元素とを含む膜およびこの表面酸化
膜の表面解析方法によれば、前記膜として、互いに異な
る組成を有する２種類以上の膜を用意して、この膜およ
びこの膜の表面に形成された表面酸化膜のＸＰＳ分析を
行い、上記表面酸化膜中に含まれる物質であって、周辺
構造の影響を実質的に受けない軌道を有する物質を基準
物質として、ＸＰＳ分析から得られる基準物質の上記軌
道のピーク位置を基準ピーク位置として定めて、ＸＰＳ
分析により得られる他の各ピーク位置を、上記基準ピー
ク位置を用いて決定し、決定されたピーク位置から、膜
の組成と、ピーク位置との関係を関数式により表す。
発明のＧａとＡｓと少なくとも１種類の、これらＧａお
よびＡｓとは異なる元素とを含む膜およびこの表面酸化
膜の表面解析方法によれば、前記膜として、互いに異な
る組成を有する２種類以上の膜を用意して、この膜およ
びこの膜の表面に形成された表面酸化膜のＸＰＳ分析を
行い、上記表面酸化膜中に含まれる物質であって、周辺
構造の影響を実質的に受けない軌道を有する物質を基準
物質として、ＸＰＳ分析から得られる基準物質の上記軌
道のピーク位置を基準ピーク位置として定めて、ＸＰＳ
分析により得られる他の各ピーク位置を、上記基準ピー
ク位置を用いて決定し、決定されたピーク位置から、膜
の組成と、ピーク位置との関係を関数式により表す。
【００４７】これにより、ＸＰＳ分析により得られるピ
ーク位置のシフト量と、膜の組成との関係を関数式で表
すことができる。従って、膜の組成から計算によってピ
ーク位置を容易に求めることができる。また、測定した
ピーク位置から膜の組成を求めることもできる。また、
膜の表面に対して水洗いや、ＨＣｌ処理や、Ｈ2 Ｏ2処
理などの表面処理を行った場合に、この膜の本来の構造
を反映するピーク位置は、膜の組成から計算によって求
めることができるので、計算により得られるピーク位置
と表面処理後の膜のＸＰＳ分析から得られるピーク位置
とを比較することによって、表面処理後の膜の表面解析
を行うことができる。
ーク位置のシフト量と、膜の組成との関係を関数式で表
すことができる。従って、膜の組成から計算によってピ
ーク位置を容易に求めることができる。また、測定した
ピーク位置から膜の組成を求めることもできる。また、
膜の表面に対して水洗いや、ＨＣｌ処理や、Ｈ2 Ｏ2処
理などの表面処理を行った場合に、この膜の本来の構造
を反映するピーク位置は、膜の組成から計算によって求
めることができるので、計算により得られるピーク位置
と表面処理後の膜のＸＰＳ分析から得られるピーク位置
とを比較することによって、表面処理後の膜の表面解析
を行うことができる。
【図１】Ｇａ３ｄ軌道についての、Ａｌ組成の変化に対
するピーク位置の変化特性図である。
するピーク位置の変化特性図である。
【図２】Ａｓ３ｄ軌道についての、Ａｌ組成の変化に対
するピーク位置の変化特性図である。
するピーク位置の変化特性図である。
【図３】Ａｌ２ｐ軌道についての、Ａｌ組成の変化に対
するピーク位置の変化特性図である。
するピーク位置の変化特性図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｇａと、Ａｓと、少なくとも１種類のＧ
ａおよびＡｓとは異なる元素とを含むと共に、互いに異
なる組成を有する２種類以上の膜および該膜の表面に形
成された表面酸化膜に対してＸＰＳ分析を行い、 前記表面酸化膜中に含まれる物質であって、周辺構造の
影響を実質的に受けない軌道を有する物質を基準物質と
して、前記ＸＰＳ分析から得られる前記軌道のエネルギ
ーを反映するピークの位置を基準ピーク位置として定め
て、 前記ＸＰＳ分析から得られる他の各ピーク位置を、前記
基準ピーク位置を用いて決定し、および決定されたピー
ク位置から、前記膜の組成と前記ピーク位置との関係を
関数式により表すことを特徴とするＧａと、Ａｓと、少
なくとも１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含
む膜およびその表面酸化膜の表面解析方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のＧａとＡｓと少なくと
も１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含む膜お
よびその表面酸化膜の表面解析方法において、 前記基準物質を、Ａｓ2 Ｏ4 もしくはＡｓ2 Ｏ5 とし、
および前記基準ピークをＡｓ３ｄピークとすることを特
徴とするＧａと、Ａｓと、少なくとも１種類のＧａおよ
びＡｓとは異なる元素とを含む膜およびその表面酸化膜
の表面解析方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のＧａとＡｓと少なくと
も１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含む膜お
よびその表面酸化膜の表面解析方法において、 前記膜を、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ膜とする（但し、０≦ｘ
≦１とする。） ことを特徴とするＧａと、Ａｓと、少なくとも１種類の
ＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含む膜およびその表
面酸化膜の表面解析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00362499A JP3386392B2 (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Ｇａと、Ａｓと、少なくとも１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含む膜およびその表面酸化膜の表面解析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00362499A JP3386392B2 (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Ｇａと、Ａｓと、少なくとも１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含む膜およびその表面酸化膜の表面解析方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000206065A JP2000206065A (ja) | 2000-07-28 |
| JP3386392B2 true JP3386392B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=11562661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00362499A Expired - Fee Related JP3386392B2 (ja) | 1999-01-11 | 1999-01-11 | Ｇａと、Ａｓと、少なくとも１種類のＧａおよびＡｓとは異なる元素とを含む膜およびその表面酸化膜の表面解析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3386392B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5276281B2 (ja) | 2007-06-01 | 2013-08-28 | 住友電気工業株式会社 | ＧａＡｓ半導体基板およびその製造方法 |
| CN110940691B (zh) * | 2018-09-21 | 2022-05-13 | 天津大学 | 一种用于对比不同氧化膜对金属基体保护效果的方法及其应用 |
-
1999
- 1999-01-11 JP JP00362499A patent/JP3386392B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000206065A (ja) | 2000-07-28 |
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