A high resolution synchrotron radiation core level photoemission study of the native oxides on In0.53Ga0.47As was carried out in order to determine the various oxidation states present on the surface. The thermal stability of the oxidation states was also investigated by annealing the samples in vacuum at temperatures ranging from 150 to 450°C. As well as the widely reported oxidation states, various arsenic, gallium, and indium oxides, along with mixed phase gallium arsenic and indium gallium oxides are identified. Elemental binary oxides have been identified as residing at the oxide substrate interface and could play an important role in understanding the growth of metal oxide dielectric layers on the InGaAs surface, due to their apparent chemical stability.

1.
T.
Ulm
,
A.
Klehr
,
G.
Erbert
,
F.
Harth
, and
J. A.
L’huillier
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
99
,
409
(
2010
).
2.
Z. L.
Yuan
,
A. W.
Sharpe
,
J. F.
Dynes
,
A. R.
Dixon
, and
A. J.
Shields
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
071101
(
2010
).
3.
N.
Waldron
,
K.
Dae-Hyun
, and
J. A.
del Alamo
,
IEEE Trans. Electron Devices
57
,
297
(
2010
).
4.
International Technology Roadmap for Semiconductors
, available online at http://public.itrs.net
5.
E.
O’Connor
,
R. D.
Long
,
K.
Cherkaoui
,
K. K.
Thomas
,
F.
Chalvet
,
I. M.
Povey
,
M. E.
Pemble
,
P. K.
Hurley
,
B.
Brennan
,
G.
Hughes
, and
S. B.
Newcomb
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
022902
(
2008
).
6.
B.
Brennan
,
S.
McDonnell
, and
G.
Hughes
,
Thin Solid Films
518
,
1980
(
2010
).
7.
D.
Sheela
and
N.
Dasgupta
,
Semicond. Sci. Technol.
23
,
035018
(
2008
).
8.
S.
Arabasz
,
E.
Bergignat
,
G.
Hollinger
, and
J.
Szuber
,
Vacuum
80
,
888
(
2006
).
9.
H.
Sugahara
,
M.
Oshima
,
H.
Oigawa
,
Y.
Shigekawa
, and
Y.
Nannichi
,
J. Appl. Phys.
69
,
4349
(
1991
).
10.
M. G.
Kang
,
S. H.
Sa
,
H. H.
Park
,
K. S.
Suh
, and
J. L.
Lee
,
Mater. Sci. Eng., B
46
,
65
(
1997
).
11.
M. G.
Kang
,
H. H.
Park
,
K. S.
Suh
, and
J. L.
Lee
,
Thin Solid Films
290–291
,
328
(
1996
).
12.
P. T.
Chen
,
Y.
Sun
,
E.
Kim
,
P. C.
McIntyre
,
W.
Tsai
,
M.
Garner
,
P.
Pianetta
,
Y.
Nishi
, and
C. O.
Chui
,
J. Appl. Phys.
103
,
034106
(
2008
).
13.
D.
Shahrjerdi
,
D. I.
Garcia-Gutierrez
,
T.
Akyol
,
S. R.
Bank
,
E.
Tutuc
,
J. C.
Lee
, and
S. K.
Banerjee
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
193503
(
2007
).
14.
L.
Geelhaar
,
R. A.
Bartynski
,
F.
Ren
,
M.
Schnoes
, and
D. N.
Buckley
,
J. Appl. Phys.
80
,
3076
(
1996
).
15.
B.
Shin
,
D.
Choi
,
J. S.
Harris
, and
P. C.
McIntyre
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
052911
(
2008
).
16.
M.
Milojevic
,
C. L.
Hinkle
,
F. S.
Aguirre-Tostado
,
H. C.
Kim
,
E. M.
Vogel
,
J.
Kim
, and
R. M.
Wallace
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
252905
(
2008
).
17.
D.
Paget
,
J. E.
Bonnet
,
V. L.
Berkovits
,
P.
Chiaradia
, and
J.
Avila
,
Phys. Rev. B
53
,
4604
(
1996
).
18.
P.
Moriarty
,
B.
Murphy
,
L.
Roberts
,
A. A.
Cafolla
,
L.
Koenders
,
P.
Bailey
, and
G.
Hughes
,
Phys. Rev. B
50
,
14237
(
1994
).
19.
H.
Morota
and
S.
Adachi
,
J. Appl. Phys.
105
,
043508
(
2009
).
20.
M. V.
Lebedev
,
E.
Mankel
,
T.
Mayer
, and
W.
Jaegermann
,
J. Phys. Chem. C
112
,
18510
(
2008
).
21.
F. J.
Palomares
,
M.
Alonso
,
I.
Jimenez
,
J.
Avila
,
J. L.
Sacedon
, and
F.
Soria
,
Surf. Sci.
482–485
,
121
(
2001
).
22.
M.
Beerbom
,
T.
Mayer
,
W.
Jaegermann
,
D. R.
Batchelor
, and
D.
Schmeier
,
Anal. Bioanal. Chem.
374
,
650
(
2002
).
23.
Z.
Liu
,
Y.
Sun
,
F.
Machuca
,
P.
Pianetta
, and
W. E.
Spicer
,
J. Vac. Sci. Technol. A
21
,
212
(
2003
).
24.
M. V.
Lebedev
,
D.
Ensling
,
R.
Hunger
,
T.
Mayer
, and
W.
Jaegermann
,
Appl. Surf. Sci.
229
,
226
(
2004
).
25.
M.
Beerbom
,
Th.
Mayer
, and
W.
Jaegermann
,
J. Phys. Chem. B
104
,
8503
(
2000
).
26.
D.
Ercolani
,
M.
Lazzarino
,
G.
Mori
,
B.
Ressel
,
L.
Sorba
,
A.
Locatelli
,
S.
Cherifi
,
A.
Ballestrazzi
, and
S.
Heun
,
Adv. Funct. Mater.
15
,
587
(
2005
).
27.
Y.
Sun
,
P.
Pianetta
,
P. -T.
Chen
,
M.
Kobayashi
,
Y.
Nishi
,
N.
Goel
,
M.
Garner
, and
W.
Tsai
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
194103
(
2008
).
28.
D. Y.
Petrovykh
,
J. M.
Sullivan
, and
L. J.
Whitman
,
Surf. Interface Anal.
37
,
989
(
2005
).
29.
C. C.
Surdu-Bob
,
S. O.
Saied
, and
J. L.
Sullivan
,
Appl. Surf. Sci.
183
,
126
(
2001
).
30.
T.
Ishikawa
and
H.
Ikoma
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 1
31
,
3981
(
1992
).
31.
J.
Ivanco
,
T.
Kubota
, and
H.
Kobayashi
,
J. Appl. Phys.
97
,
073712
(
2005
).
32.
G.
Landgren
,
R.
Ludeke
,
Y.
Jugnet
,
J. F.
Morar
, and
F. J.
Himpsel
,
J. Vac. Sci. Technol. B
2
,
351
(
1984
).
33.
G.
Hollinger
,
R.
Skheyta-Kabbani
, and
M.
Gendry
,
Phys. Rev. B
49
,
11159
(
1994
).
34.
S.
Arabasz
,
E.
Bergignat
,
G.
Hollinger
, and
J.
Szuber
,
Appl. Surf. Sci.
252
,
7659
(
2006
).
35.
H.
Chernoff
and
E. L.
Lehmann
,
Ann. Math. Stat.
25
,
579
(
1954
).
36.
M. P.
Seah
and
M. T.
Brown
,
J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.
95
,
71
(
1998
).
37.
J. M.
Conny
,
C. J.
Powell
, and
L.
Currie
,
Surf. Interface Anal.
26
,
939
(
1998
).
38.
C. L.
Hinkle
,
M.
Milojevic
,
B.
Brennan
,
A. M.
Sonnet
,
F. S.
Aguirre-Tostado
,
G.
Hughes
,
E. M.
Vogel
, and
R. M.
Wallace
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
162101
(
2009
).
39.
A.
Herrera-Gómez
,
P.
Pianetta
,
D.
Marshall
,
E.
Nelson
, and
W. E.
Spicer
,
Phys. Rev. B
61
,
12988
(
2000
) (AANALYZER is software for XPS peak deconvolution and available at http://qro.cinvestav.mx/~aanalyzer/).
40.
M.
Larive
,
G.
Jezequel
,
J. P.
Landesman
,
F.
Solal
,
J.
Nagle
,
B.
Lepine
,
A.
Taleb-Ibrahimi
,
G.
Indlekofer
, and
X.
Marcadet
,
Surf. Sci.
304
,
298
(
1994
).
41.
J.
Robertson
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
152104
(
2009
).
42.
B.
Brennan
,
M.
Milojevic
,
C. L.
Hinkle
,
F. S.
Aguirre-Tostado
,
G.
Hughes
, and
R. M.
Wallace
(unpublished).
43.
F. J.
Himpsel
,
F. R.
McFeely
,
A.
Taleb-Ibrahimi
,
J. A.
Yarmoff
, and
G.
Hollinger
,
Phys. Rev. B
38
,
6084
(
1988
).
44.
G.
Alvarez
and
H. J.
Silverstone
,
Phys. Rev. A
40
,
3690
(
1989
).
45.
J. J.
Yeh
and
I.
Lindau
,
At. Data Nucl. Data Tables
32
,
1
(
1985
).
46.
A. B.
McLean
,
Surf. Sci.
220
,
L671
(
1989
).
47.
B.
Brennan
, Ph.D. thesis,
Dublin City University
,
2010
.
48.
V.
Chab
,
L.
Pekarek
,
I.
Ulrych
,
J.
Suchy
,
K. C.
Prince
,
M.
Peloi
,
M.
Evans
,
C.
Comicioli
,
M.
Zacchigna
, and
C.
Crotti
,
Surf. Sci.
377–379
,
261
(
1997
).
49.
T.
Ishikawa
and
H.
Ikoma
,
Jpn. J. Appl. Phys., Part 2
32
,
L607
(
1993
).
50.
C. J.
Powell
,
A.
Jablonski
,
W. S. M.
Werner
, and
W.
Smekal
,
Appl. Surf. Sci.
239
,
470
(
2005
).
You do not currently have access to this content.