| Project/Area Number |
14J10705
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Crystal engineering
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
池 進一 名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | IV族半導体 / Ge / GeSn / 有機金属原料 / 化学気相成長法 / n型ドーピング / マイクロ回折 / 局所ひずみ / 選択成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では次世代集積回路の創成に向けて、従来のシリコン(Si)プロセスとの親和性が高いゲルマニウム(Ge)をベースとしたIV族混晶半導体の高品質形成および局所歪制御技術の確立を目指す。最終年度は、有機金属化学気相成長法(MOCVD法)を用いたin situ リン(P)ドーピングによるGeおよびゲルマニウム-スズ(GeSn)層の不純物制御を検討した。高濃度n型GeおよびGeSnエピタキシャル層を形成し、その結晶性および電気的特性について詳細に調べた。
400度以下の低温成長において、Si基板上に高濃度PドープGeエピタキシャル層の形成を実現した。P原料の供給量増加とともに膜中P濃度は増大し、Ge中のPの固溶限の10倍に相当する1E20 atoms/cm3のP濃度が得られた。一方、Ge層のHall電子密度は、成長温度での平衡固溶限と一致する2E19 cm-3程度で飽和する傾向がみられた。また、Ge層の膜中P濃度は、成長温度の低減とともに減少する傾向がみられた。GeおよびPの堆積速度に対する活性化エネルギーはそれぞれ1.0 eV、2.1 eVと見積もられ、Geに比べてPの方が2倍ほど大きな値を示すことが明らかになった。この活性化エネルギー差に起因して、低温化とともに導入P濃度が減少したと考えられるため、MOCVD法におけるGeおよびP原料の組み合わせにはまだ議論の余地があることを示した。
さらに、PドープGeSn層のエピタキシャル成長へ展開した。Sn組成1.7%のGeSn層において、Hall電子密度1.3E19 cm-3を有し、また、膜中Pがほとんどすべて電気的に活性化していることがわかった。これらの結果は、MOCVD法を用いた高濃度n型GeおよびGeSn層のエピタキシャル成長を実証するものであり、歪GeチャネルMOSFET実現に向けた不純物制御技術の構築に直結する研究成果である。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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