A challenge of bond engineering for the creation of direct transition silicon tin

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21971
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Kurosawa Masashi 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (40715439)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: シリコンスズ / 薄膜成長 / ボンドエンジニアリング

Outline of Final Research Achievements

Group-IV mixed semiconductors with a diamond structure have a higher degree of covalent bond freedom than III-V semiconductors with a sphalerite structure. Thus, it requires more precise control of the bond state, that is, bond engineering. In this study, we focused on silicon tin, a poorly understood group-IV alloy semiconductor. Through the research, we have succeeded in measuring the fundamental physical properties of silicon tin (optical, electronic, and thermoelectric properties) by developing thin-film formation technology on insulating substrates and high concentration doping technology.

Free Research Field

半導体工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シリコンスズは、シリコン中のスズ固溶限が0.1%と極めて少なく合成が難しく、IV族混晶半導体の中でもあまり理解の進んでいない材料である。本研究遂行により、シリコンスズの高品位形成や基礎物性の計測が可能になったことに加え、新しい分野への応用可能性（熱電変換材料）を示した。本研究がターゲットとするシリコンとスズは、デバイス応用、集積化の観点から最も有力視されているIV族元素で構成されているため、シリコン大規模集積回路や半導体メモリなどへの産業応用上の基盤になりうると期待できる。