2019 Fiscal Year Annual Research Report
Single crystal semiconductor and nitride and ferromagnetic silicide new device using cotainerless process
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17K06878
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| Research Institution | Shibaura Institute of Technology |
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Principal Investigator |
永山 勝久 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (80189167)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ドロップチューブプロセス / 単結晶微粒子 / 液滴溶融凝固プロセス / 液相エピタキシャル成長 / Ⅲ－Ⅴ族化合物半導体 / 窒化物半導体 / シリサイド半導体 / 希薄磁性半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、無容器プロセスの一つ手法となる、落下部2.5mのドロップチューブを用いて、Ⅲ－Ⅴ族化合物半導体GaSbとInSbの単結晶微粒子生成に対する最適基盤技術の確立を目指した。また、種々の磁性元素を添加したGaSbとInSbを用いて、次世代スピントロ二クス材料として今後の飛躍的展開が期待されている磁性半導体の単結晶微粒子創製に対するドロップチューブプロセスの有効性についても検討した。
さらに、透明石英管の内側に金のナノ薄膜をコーティングし、高温状態で炉内のその場観察が可能となり、高真空かつ均熱性に優れた電気炉（Gold Furnace）を用い、単結晶Siウエハ上で、Siと格子定数と結晶構造が酷似するGaSbを液滴溶融凝固させる申請者独自の手法となる「液滴溶融凝固プロセス」を用いて、広範囲な冷却速度条件で融液を凝固させ、Ⅲ－Ⅴ族化合物半導体の結晶成長機構とバルク状単結晶の生成について解析した。
なお、窒素ガス雰囲気中でドロップチューブ実験と液滴溶融凝固実験を行い、窒化物生成についても検討し、併せて、ドロップチューブプロセスを用いた高過冷度発現に伴うシリサイド半導体の生成と結晶成長についても解析した。
その結果、ドロップチューブを用いたGaSbとInSbの単結晶微粒子の形成能は、低過冷度かつ融液温度が低い程、顕著に増大することが明確化された。
また、Mn，Ni等の磁性元素を添加したGaSbとInSbのドロップチューブ実験結果から、0.5%程度の磁性元素を固溶する磁性半導体の単結晶微粒子生成が示された。なお、ドロップチューブを用いたシリサイド半導体の生成実験から、高過冷度発現に依存したFeSi2化合物相の特異な成長形態が認められた。
さらに、透明電気炉を用いた液滴溶融凝固実験結果から、液相エピタキシャル成長に起因した単結晶構造に酷似するGaSbのバルク状結晶の生成が提示された。
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Research Products
(3 results)
