Quantum-dots formation in a buried interface by external-electron-energy injection

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03694
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: Hirosaki University
• Principal Investigator: ENTA Yoshiharu 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (20232986)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ナノ構造形成 / シリコン酸化膜 / 電子線照射 / 還元反応

Outline of Final Research Achievements

In order to develop a new method for forming fine structures in a buried interface by electron-beam irradiation, we have investigated the effect of electron-beam irradiation on the surface and interface, the reduced reaction mechanism, and the optimization of the reaction conditions. When high-current-density electron beams with the energies of 5 to 30 keV are irradiated a silicon oxide layer on a silicon substrate, the oxide layer is reduced and the resultant Si pillars extending in the depth direction are formed. After removing the remnant oxide layer by immersing in a hydrofluoric acid solution, Si dots with size of the diameter of the electron beam are observed on the surface by an atomic force microscopy.

Free Research Field

半導体表面物性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、シリコン酸化膜とSiという半導体プロセスで最もよく使用される材料のみで、埋もれた界面への量子ドット作製法を開発している。シリコン酸化膜は非常に安定な材料であり、半導体プロセスにおいて表面保護膜としても良く用いられている。したがって埋もれたシリコン酸化膜/Si界面に量子ドットを作製することにより、表面に起因する汚染や劣化を防止でき、安定な量子ドットを獲得でき、また本手法は電子線照射という単純なプロセスでかつ室温で作製可能で、低コスト大量生産にも適していると考えられる。