2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study of low-temperature formation of group IV nanodots made by use of Bi surfactant and its device application
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26420264
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
岡本 浩 弘前大学, 理工学研究科, 教授 (00513342)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Ⅳ族ナノドット / ゲルマニウム / ビスマス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は申請者が独自に開発した「ビスマスサーファクタントを用いたIn(Ga)As量子ドット成長技術」をⅣ族材料に展開し、Ⅳ族ナノドットの低温形成並びに形状制御技術を開発することを目的として開始したものである。ここでⅣ族ナノドット形成においてはIn(Ga)As量子ドット形成に用いたMOVPE法ではなく、BiとGeを連続して真空蒸着する手法を考案し、低温で高密度のナノドットを形成することに成功している。しかしながら平成27年度の検討において、この際のBiの効果はサーファクタント作用では説明できないことが明らかになってきた。そこで平成28年度の検討においてはGeナノドット形成におけるBiの効果を明らかにすること、並びに量子ドットフローティングゲートメモリ用基本構造の検討に注力することにした。
平成28年度は上記メモリ用ナノドットの検討を兼ねて熱酸化膜を形成したSi基板上へのGeナノドット形成条件の検討を行った。この構造はBiの効果を調べるために適している他、透過電子顕微鏡（TEM）やX線光電子分光（XPS）評価、オージェ電子分光法（AES）評価を行う際にも有効である。また、400℃までの低温アニールによるGeの結晶ナノドットの形成も試みた。この結果、Biを媒介してナノドットが形成され、同アニールによってBiの排出と同時に結晶化が生じていることが明らかになってきた。TEM観察とAES評価の結果からは形成されたGe結晶ナノドットにはBiはほとんど残存しないという状況も確認されている。さらに真空中で300℃までの加熱中に観察が可能なAFM装置を用いてその場観察を行った結果、アニールの効果は300℃程度から発現していることもわかった。
今後、本研究で得られた知見を生かし、半金属や金属を媒介したⅣ族半導体ナノ構造の形成と次世代デバイス要素技術への応用に関する研究を展開していく予定である。
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