Project/Area Number |
11875001
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Research Category |
Grant-in-Aid for Exploratory Research
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Allocation Type | Single-year Grants |
Research Field |
Applied materials science/Crystal engineering
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Research Institution | Tohoku University |
Principal Investigator |
室田 淳一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻庭 政夫 東北大学, 電気通信研究所, 助手 (30271993)
松浦 孝 東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60181690)
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Project Period (FY) |
1999 – 2000
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2000)
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Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2000: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1999: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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Keywords | ドーピング / エピタキシャル / シリコン / ゲルマニウム / リン / ボロン / ラングミュア型 / 原子層 / ヘテロデバイス |
Research Abstract |
高性能超微細ヘテロデバイスを実現するために、高品質Si-Ge系ヘテロエピタキシャル薄膜の膜厚や不純物ドーピング濃度の精密な制御、不純物の拡散抑制と同時に、電極との超低抵抗コンタクトのために超高濃度ドーピングが不可欠である。平成11年度までに高清浄CVDを用いたSi-Ge系薄膜へのP及びBのin-situドーピング特性を明らかにした。本年度はSiH_4-GeH_4-PH_3,-B_2H_6系にCH_3SiH_3を添加して、Si-Ge-C系低温エピタキシャル膜のP及びBのin-situドーピング特性を調べた。その結果、P及びBのSi-Ge-C系薄膜へのドーピング特性は、Si-Ge系と同様に広い濃度範囲にわたってラングミュア型の吸着・反応を仮定することにより説明できることを明らかにした。また、C比率が1%以上のSi-Ge-C系薄膜では、P及びBが電気的に不活性になる傾向がある事を明らかにした。 一方、PH_3によりSi表面上にPを原子層形成し、その上にSiH_4によりSiを形成した原子層ドーピング構造を多重積層した超高濃度PドープSi単結晶の形成についても研究した。450℃において平均P濃度が6x10^<20>cm^<-3>のPとSiの多重積層膜を形成し、ドープしたPの60%が電気的に活性となり、3x10^<-4>Ωcmという低抵抗率になることを確認した。また、この薄膜を550-750℃で熱処理することにより、キャリア密度が減少し、抵抗率が増加することを確認した。これから低抵抗Si単結晶が450℃という低温でのみ形成できることを明らかにした。 以上のように、Si-Ge-C系薄膜中へのP及びBのIn-situドーピング特性を明らかにする一方で、原子層ドーピングを応用した超低抵抗Si単結晶の実現の見通しを得た。
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