2010 Fiscal Year Annual Research Report
価電子制御シリコン系量子ドット立体集積構造における高輝度エレクトロルミネッセンス
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21860061
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
牧原 克典 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90553561)
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| Keywords | Si量子ドット / LPCVD / エレクトロルミネッセンス / 積層構造 / 熱プラズマジェット / Ptナノドット / フローティングゲート / メモリ |
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| Research Abstract |
本年度は、シリコン系量子ドットの立体集積構造作成技術とその発光特性の定量評価を行うとともに、新規金属ナノドット形成技術開発に着目し、下記2点に力点をおいて研究を推進した。
1. 自己整合一次元連結Si量子ドットの形成と発光ダイオード応用
熱SiO_2膜上のSi量子ドット上にGeを選択成長させ、これを熱酸化して形成した極薄ゲルマニウム酸化膜上にSi量子ドット選択成長させることによって、自己整合的に一次元連結Siドットを形成することができることを明らかにした。また、n-Si(100)基板上に作成した超高密度一次元縦積み連結ドットを活性層とした半透明Au電極のダイオード構造において、Au電極とn-Si(100)基板の仕事関数差を反映した明瞭な整流特性が認められ、順方向バイアス印加時において、室温で近赤外領域におけるエレクトロルミネッセンス(EL)が観測されることを明らかにした。
2. 熱プラズマジェットミリ秒熱処理による高密度Ptナノドットの形成とフローティングゲートメモリ応用
極薄熱SiO_2膜上のPt膜(～2.0nm)に熱プラズマジェット(TPJ)の吹き付け走査によるミリ秒熱処理を行うことで、面密度～3.0×10^<11>cm^<-2>、平均ドットサイズ～4.0nmの均一サイズのPtナノドットが一括形成できることを明らかにした。さらには、このPtナノドットをフローティングゲートに応用したMOSキャパシタにおいて、ゲート掃引電圧の増加に伴い多数電荷保持に起因するフラットバンド電圧の増大が認められ、電荷注入後の保持特性において、Pt-NDsの深い仕事関数を反映して、膜厚4.0nmのトンネルSiO_2膜においてもドット当たり約2.7個の電子を2時間以上Pt-NDに保持できることを実証した。
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