1994 Fiscal Year Annual Research Report
極微細SiドットPN接合素子の作製と擬一次元量子効果の解明
Project/Area Number |
05452189
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Research Institution | Toyo University |
Principal Investigator |
堀池 靖浩 東洋大学, 工学部, 教授 (20209274)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新宮原 正三 広島大学, 工学部, 助教授 (10231367)
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Keywords | 表面反応 / デジタルエッチング / Si細線 / 擬一次元PN接合 / 磁気抵抗 |
Research Abstract |
前年より引続き、(1)デジタルエッチングのためのフッ素(F)/Si単原子層反応と、(2)擬一次元細線pn接合形成の研究を行った。 (1)RAS(反射吸収分光)とXPS(X線光電子分光)の結合システムを作製し、F原子と水素終端Si(111)表面との常温での反応をin-situ測定した。その過程で、F原子暴露量と共にSi-Hは5000Lまで減少して飽和するが、F原子はその間はSiと反応せず5000Lから急にSi-F1結合が形成すること分かった。そこでSi-H(2083cm^<-1>)をATR(減衰全反射)で調べたところ、F暴露と共にSi-Hの高波数側に、FがSiの格子間に入ったために生じたと考えられる新たなSi-H伸縮が現われ、水素がSiFHとして除去されたと考えられる。25000KまではSi-F1結合が飽和するが、これは自己停止反応なのか、原子層毎の除去かは現在は分からない。 (2)擬一次元細線は、まずSIMOX基板を0.1μm程度のSi層に、EB描画及びRIEによりSi細線を形成し、下地SiO2を除去して細線を宙に浮かせ、熱酸化によりSi細線を細らせた。この細線に高濃度n型形成とPN接合形成の二種を作製した。線幅の異なる二種類の細線について4.2Kでの磁気抵抗を比較したところ、幅5μm、長さ5μmの細線では、弱極在を反映すると思われる明瞭な負の磁気抵抗が観察され、また幅0.24μm、長さ0.4μmの細線では、弱磁場では弱い正の磁気抵抗が観察された。一方、線幅50nmの微細PN接合の室温でのI-V特性の測定では、2.5V以上では発振が起き、明らかな負性抵抗特性を示してた。また、線幅120nmの細線PN接合の100KでのI-V特性では。0.45V付近、および0.9V付近にテラスが現われており、複雑な屈曲を示しているが、この理由はまだ十分明らかではない。なお微細PN接合に関しては提案した微細Si柱も並行して検討していく。
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Research Products
(3 results)
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[Publications] M.Koto et al.: "Rcflective Absorption Spectroscopy of Reaction Process on Silcon Surface with Fluorine Radicals" Digests of Papers MicroPdocess′94. 230-231 (1994)
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[Publications] 新宮原正三他: "直接加工及び反転層閉じ込めによるシリコン量子細線の作成と伝導特性評価" 電子デバイス研究会. 11-18 (1995)
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[Publications] 堀池靖浩: "原子オーダエッチング メゾスコピック現象の基礎、難波進編" オーム社, 16 (1994)