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次世代半導体ウェーハにおけるヘテロ界面近傍の原子・電子構造解析

Research Project

Project/Area Number 18769005
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Structural/Functional materials
Research InstitutionSojo University

Principal Investigator

井 誠一郎  Sojo University, 工学部, 助教 (60435146)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
KeywordsSiウェーバ / ヘテロ界面 / ミスフィット転位 / 透過型電子顕微鏡 / エネルギー分散分光法 / ひずみS_i / 高分解能電子顕微鏡 / 残留ひずみ
Research Abstract

高度情報通信社会の基盤となるSi集積回路(LSI)は,素子微細化による省電力化が限界に直面しつつある.この限界を打破し,次世代のLSIを実現するためにはSiウェーハの高機能化が必須である.このような背景の基,SiGe層とSi層の格子定数差(ミスフィット)を積極的に利用した「ひずみSi技術」は,現在国内外で最も注目を集めている技術の一つである.しかしながら,ウェーハ中に存在する貫通転位がその高機能化を妨げているのが現状である.本研究では,ひずみSiウェーハにおける欠陥密度の低減化に対する材料設計指針を与えることを目的として,Si/SiGeヘテロ界面のミスフィット転位に着目し透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてその原子構造を解析する.また,熱処理に伴うミスフィット転位の組織変化を時系列で観察し,貫通転位の形成プロセスを検討する.本年度は,転位の構造解析に加えて,エネルギー分散分光法(EDS)によりナノスケールでGeの濃度分布を調査した.特に,ミスフィット転位近傍のGe濃度分布を詳細に調査することにより,Geは昨年度に明らかにした積層欠陥上に優先的に存在することを直接確認することができた.また,その後の熱処理に伴い一定の間隔で導入されたミスフィット転位の形態が崩れるととともに,Geも膜内に均一に分布することを併せて確認している.本結果により,熱処理の初期段階では,ミスフィット転位が優先的にGeの拡散経路となることを示しており,Geの優先拡散経路となる転位および積層欠陥を利用した新たなナノスケールでのデバイス開発の可能性を示唆する結果が得られた.

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Direct Evidence of Polycrystalline Silicon Thin Films Formation during Aluminum Induced Crystallization by In-situ Heating TEM Observation2008

    • Author(s)
      S. Ii, et. al.
    • Journal Title

      Mater. Trans. 49

      Pages: 723-727

    • NAID

      10021145626

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transmission electron microscopy studies of misfit dislocation structure of Si/SiGe interface in SGOI wafer2006

    • Author(s)
      S.Ii et al.
    • Journal Title

      Proceeding of The 16th International microscopy congress

      Pages: 1469-1469

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Photoluminescence and TEM evaluations of defects generated during SiGe-on-insulator virtual substrate fabrication : Temperature ramping process2006

    • Author(s)
      D.Wang et al.
    • Journal Title

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B Vol.253

      Pages: 31-36

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Microstructure and Surface Segregation of 3mol% Y_2O_3 doped ZrO_2 particles2006

    • Author(s)
      S.Ii et al.
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramics Society Vol.89, iss.9

      Pages: 2952-2955

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Microstructural change of dislocation structure around SiGe/Si interface in SGOI wafer: wafer ramping process

    • Author(s)
      S. Ii, et. al.
    • Journal Title

      Thin solid films (投稿中)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Si/SiGeヘァロ界面に存在するミスフィット転位の微細構造と偏析2008

    • Author(s)
      井, ら
    • Organizer
      第142日本金属学会春期大会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Si/SiGeヘテロ界面近傍の酸化濃縮プロセスに伴う微細構造変化2007

    • Author(s)
      池田, ら
    • Organizer
      第141日本金属学会秋期大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学
    • Year and Date
      2007-07-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 高性能ひずみSiデバイスのSiGe/Si界面構造2007

    • Author(s)
      谷川, ら
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会九州支部共催平成19年度合同学術講演大会
    • Place of Presentation
      熊本大学
    • Year and Date
      2007-06-08
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Microstructural change of dislocation structure around SiGe/Si interface in SGOI wafer: wafer ramping process2007

    • Author(s)
      S. Ii, et. al.
    • Organizer
      5th International conference of Silicon epitaχy and hetero structures (ICSI-5)
    • Place of Presentation
      マルセイユ(フランス)
    • Year and Date
      2007-05-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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