2011 Fiscal Year Annual Research Report
Ge-Si系量子ドットの自己整合複合集積による物性制御とエレクトロルミネッセンス
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21246053
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
宮崎 誠一 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70190759)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 秀樹 広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (70314739)
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| Keywords | Si量子ドット / 縦積み連結 / エレクトロルミネッセンス / LPCVD |
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| Research Abstract |
1.自己整合一次元連結Si系量子ドットの形成
熱SiO_2膜上のSi量子ドット上にGeを選択成長させ、酸化・高温熱処理を施した後、SiH_4-LPCVDを行うことによって、自己整合的に一次元連結したSi量子ドットを形成することができた。さらには、初期ドット面密度を高密度化し、同様のプロセスを真空一貫で行うことで、超高密度一次元連結Si系量子ドットが形成できることを明らかにした。
2.高樒度自己整合集積したSi系量子ドットのエレクトロルミネッセンス
一次元連結Si量子ドットの超高密度(～10^<13>cm-2)形成によって高効率キャリア注入を実現することで、EL強度が電流密度～0.03A/cm^2において、面密度～10^<11>cm^<-2>の連結ドットに比べて～200倍、Si量子ドットの単純2重積層構造(1層当たりの面密度:～10^<11>cm^<-2>)に比べ～430倍に増大することが明らかになった。
3.AFM/KFMによる一次元連結・高密度Si系量子ドットの帯電状態の経時変化計測
n-Si(100)基板上に形成した高密度・一次元連結ドットにおける局所電子注入では、2層目のドットに電子注入保持された後、同層の隣接ドットへ電荷移動し、1層目のドットへ移動することが分かった。p-Si(100)基板上に形成した連結ドットへの局所正孔注入では、電圧印加後において、2層目のドットを介して1層目のドットの価電子が放出され、その後、正孔は2層目のドットに移動した後、200分以上安定保持されることが分かった。
4.一次元縦積み連結Si系量子ドットの室温共鳴トンネル伝導
超高密度形成した一次元連結Si系量子ドット構造に導電性AFM探針を接触させ、局所電流-電圧特性を評価した結果、印加電圧1.8V近傍に、特異な電流増加と顕著な負性微分抵抗特性が観測され、ピークーバレイ電流比は～2桁を越えることが明らかになった。さらに、3.4V近傍においても、不鮮明ながら電流ピークが認めら、熱SiO_2/Siドット/SiO_2二重障壁構造における理論シミュレーション結果と類似の振る舞いであることから、観測された特異な伝導特性は量子化エネルギー準位を介した共鳴トンネル伝導で解釈できる。
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[Journal Article] Collective Tunneling Model in Charge Trap Type NVM Cell2010
Author(s)
M. Muraguchi, Y. Sakurai, Y. Takada, Y. Shigeta, M. Ikeda, K. Makihara, S. Miyazaki, S. Nomura, K. Shiraishi, and T. Endoh
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Journal Title
Jpn. J. Appl. Phys.
Volume: Vol.50, No.4
Pages: 04DD04
DOI
Peer Reviewed
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