2018 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of Fundamental Engineering of Sn-related Group-IV Semiconductor Materials for Multi-Functional and Low-Power Electronics
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26220605
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
財満 鎭明 名古屋大学, 未来社会創造機構, 教授 (70158947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹中 充 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20451792)
齋藤 晃 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (50292280)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 半導体物性 / 結晶工学 / 表面・界面物性 / ゲルマニウム錫 / エネルギーバンド / 結晶成長 / 集積回路 / Ⅳ族半導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、光電融合多機能デバイスや次世代トランジスタ構築に向けたSn系IV族混晶薄膜の結晶成長、光電子物性制御技術に関する研究開発を進めた。本年度得られた主な成果を挙げる。
（1）SiGeSn/GeSn/SiGeSn二重ヘテロ構造のフォトルミネッセンス特性を詳細解析し、バンド構造、歪緩和や結晶物性が発光効率に及ぼす影響を詳細に解明した。（2）低温in-situ Sbドーピングによって形成した高濃度n型Ge（あるいはGeSn）エピタキシャル層上にNiGe（NiGeSn）による金属/Ge（GeSn）接合を作製し、1E-9Ω/cm2の超低コンタクト抵抗率を実証した。（3）絶縁膜上の多結晶n型およびp型GeSnの熱電特性を解明し、n型GeSnの室温特性において9.2μW/cmK2の優れたパワーファクタを実証した。さらにGeSnを用いた熱電変換素子を試作し、その熱電変換特性を明らかにした。（4）tetrakis-dimethylamino-tin（TDMASn）新規原料を用いたGeSnの有機原料化学気相成長法を実施し、従来原料に比べて、Ge原料との高い反応性とSn成長速度の増加を見出し、260℃の低温成長におけるSn組成5%のGeSnエピタキシャル層形成を実証した。また、Sn組成向上に向けた原料探索指針を構築した。（5）貼り合わせGeOI基板の高品質化を進めると共に、GeOI基板上の各種導波路デバイスの実証を進め、リング共振器、熱光学位相シフタ、受光器等の動作実証に成功した。また、MOS構造やグラフェンを組み合わせた新しい光変調器を提唱した。（6）電子回折法を用いたナノ領域の歪み分布解析法の開発を行い、擬似FinFET構造およびナノワイヤ中の歪み分布の可視化、ヘテロ界面、積層欠陥および転位近傍の3次元歪み場の観察に成功した。また電子顕微鏡試料の薄片化の影響を抑えるための指針を与えた。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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