2019 Fiscal Year Annual Research Report
液体Siナノインプリントによる近赤外線センサの創製
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17H04923
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| Research Institution | Japan Advanced Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
増田 貴史 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 講師 (70643138)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 半導体 / シリコン / ナノインプリント |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちは独自に開発した「液体シリコン（Si)」を用いた「ナノインプリント法」によりSi面内に調微細構造をデザインし、その上に金（Au）を蒸着するだけで近赤外光を効率よく吸収する「光アンテナ」機能が出現する事を見出した。この「光アンテナ」はSi/Au界面を持ち、光エネルギーをそのショットキー接合界面で光電流に変換し得る機能を有している。昨年度の研究の中で「液体Si→固体Si」変換過程の解明に取り組み、シリレンがその反応起点として重要な役割を果たしていることを明らかにした。この結果を踏まえ、本年度は主に材料面とプロセス面における2つの課題解決に挑んだ。材料面においてはシリレンの反応機構をベースとしたp型液体Siの合成であり、プロセス面においてはシリレンの反応機構を積極活用した液体Siの低温固体化である。液体Siのナノインプリントによって電子デバイスを作製するためには、真正Siのみならず、不純物を添加したn型およびp型液体Siの材料合成が必須となる。n型液体Siの合成は比較的難易度が低く、そのナノインプリントについての成果も報告した。一方でp型液体Siは材料合成の難易度が高く、安定してナノインプリントが可能な材料設計ができていなかった。本年度はシリレンと反応性の高いボロン化合物を探索した。そしてBH3THF錯体と液体Siが比較的低エネルギーで反応することを見出し、p型液体Siとして機能することを見出した。その反応機構の詳細は現在評価を進めているが、高いドープ濃度と材料としての保存安定性を両立したp型液体Siの合成に成功した。一方でシリレンの反応機構を積極拡張した液体Siの低温固体化は、「液体Si→固体Si」変換に必要な焼成温度を400℃から室温へと下げることに成功した。これは高温焼成の熱膨張による素子の寸法ズレを防ぐ効果を持ち、素子の性能向上に対し大きな前進となった。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(1 results)
