超音速フリージェットによるSi/SiC共鳴トンネルダイオードの形成

Research Project

Project/Area Number	13750615
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	Physical properties of metals
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	生駒嘉史九州大学, 大学院・工学研究院, 助手 (90315119)
Project Period (FY)	2001 – 2002
Project Status	Completed (Fiscal Year 2002)
Budget Amount *help	¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000) Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000) Fiscal Year 2001: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords	超音速フリージェット / シリコンカーバイド / シリコンドット / 多層構造 / 共鳴トンネルダイオード / 微分負性抵抗 / シリコン
Research Abstract	シリコン(Si)および立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)ヘテロ接合では、大きな伝導帯オフセットが期待されるため、SiCをバリアー層、Siを閉じ込め層とするSiベースでの共鳴トンネルダイオードへの応用が期待される。本研究では、Siをドット化したSiC/Si-dotヘテロ構造に注目し、Si(100)基板上への多層構造形成を検討した。SiCおよびSi-dot形成にはそれぞれモノメチルシランおよびトリシランを用い、原料ガスをパルス超音速フリージェットとしてSi(100)基板上へ交互に繰り返し照射した。基板温度850℃にてモノメチルシランフリージェットをSi(100)基板上へ照射することにより、15nmのエピタキシャルSiC薄膜が得られた。基板温度700℃としてトリシランフリージェットをSiC/Si(100)上へ照射した場合、100nm程度の多結晶Si-dotが成長した。Si-dot上へモノメチルシランおよびトリシランパルスフリージェットを照射した場合、SiCおよびSi-dotの成長速度が減少し、およそ5nmのSiC薄膜および25〜50nmのSi-dotが観察された。SiCおよびSi-dot成長速度の減少は、下地からのSi原子の供給およびSiC表面におけるSi核生成サイトの減少に起因すると考えられる。さらにフリージェット照射を繰り返し行うことにより、エピタキシャルSiC/Si(100)上へ多結晶化したSiC/Si-dot多層構造が得られることがわかった。以上の結果より、超音速フリージェットCVD法によるSiC/Si-dot多層構造の形成が可能であることが明らかとなった。