| Project/Area Number |
18KK0409
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Field |
Electronic materials/Electric materials
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
牧原 克典 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90553561)
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| Project Period (FY) |
2019 – 2024
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥15,470,000 (Direct Cost: ¥11,900,000、Indirect Cost: ¥3,570,000)
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| Keywords | Si量子ドット / コア／シェル構造 / 発光デバイス / Si系量子ドット / 配列制御 / 合金ナノドット / スーパーアトム / 量子ドット / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに、渡航先外国機関において、高H2希釈SiH4およびGeH4を用いたReduced-pressure CVD (RP-CVD)の反応初期過程を交互に精密制御することで、200mm-Siウェハ上にGe核を有するSi量子ドットを高密度・一括形成できることを明らかにしてきた。本年度は、このコア／シェル構造を内包したpoly-Siマイクロディスクを形成し、室温PL特性を評価した。
p-Si (100) 基板上にTEOS-CVDによりSiO2(~200nm)膜を堆積した後、PECVDによりSiO2(~100nm)/Si3N4(~100nm)を形成した。その後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより500nm□を除去した後、SiH4-RPCVDによりSiピラーを選択成長した。その後、膜厚~250nmのpoly-Si膜を形成した後、熱酸化することで~50nmのSiO2膜を形成し、高H2希釈SiH4およびGeH4ガスを用いて、Si量子ドット上へのGeおよびSiの選択成長を行った。その後、PECVDによるSiO2膜(~10nm)、a-Si膜(~250nm)を堆積し、再度Si3N4膜(~50nm)を堆積し後、ドライエッチングおよびドライエッチングを行うことでGeコアSi量子ドットを内包したマイクロディスク構造(直径~6μm)を形成した。
ウェットエッチング後のSEMからマイクロディスク構造の形成が確認し、形成したマイクロディスク構造において、スリット幅4mmで室温PLを測定した結果、パターン形成していないSiO2表面に形成したGeコアSi量子ドットと同様に0.65~0.85eVにブロードなPLスペクトルが認められることから、エッチングによるダメージは抑制できていることがわかった。また、スリット幅2mmで同様にPL測定した場合では、シャープな信号が顕在化することが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度では、昨年度までに共同で実現したプロセスを活用して、発光デバイスの作成を実現するとともに、Si系半導体の超薄膜に関する共同研究も新たな開始しており、共著論文2編が採択されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度には、昨年度までに作成したデバイスを精査するとともに、海外機関において不純物添加方法等を確立することで、デバイスの高度化を進める。
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