| 研究課題/領域番号 |
04555085
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子機器工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
松村 正清 東京工業大学, 工学部, 教授 (30110729)
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| 研究分担者 |
今井 茂 東京工業大学, 工学部, 助手 (40223309)
杉浦 修 東京工業大学, 工学部, 助教授 (10187643)
内田 恭敬 西東京科学大学, 理工学部, 助教授 (80134823)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
16,400千円 (直接経費: 16,400千円)
1994年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1993年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
1992年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
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| キーワード | 発光 / 原子層成長 / 電子構造 / シリコン / ゲルマニウム / 強束縛近似 / 原子状水素 / Si / Ge人工結晶 / エキシマレーザ / レーザ結晶化 / 多結晶シリコン / 発光特性 / 溶融再結晶化法 / 発光デバイス |
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| 研究概要 |
Si/Ge人工結晶の電子構造を強束縛近似で解析した。2原子層のSiとGeとを(111)方向に積層した結晶では、T点における電子の波動関数がGeのL点のそれに極めて類似しているために、T点で伝導帯のエネルギーが極小値をとる。ボンド長をGeのそれに近づければ、直接遷移型の電子構造になる。
この可視発光の可能性を秘めた人工結晶は、構成原子のランダムな吸着を基本原理とする(従来の)結晶成長法では実現できない。そこで、結晶を一層ずつ成膜する原子層成長(ALE)法を検討して、原子状水素とSiH_2Cl_2の交互供給する方法を発案した。ついで、この原子状水素支援ALE方法によって、1原子層/サイクルの成膜速度を持った理想的なSiのALEに世界で初めて成功した。ALEウインドウを広げる試みは今後とも重要であって、SiH_2Cl_2に代わる原料ガスを見出す必要があることを指摘した。また、GeH_2(CH_3)_2と原子状水素の交互供給によってGeの理想的な実現した。ALE温度範囲は518℃から400℃と極めて広かった。
Si/Ge人工結晶を実現するには、Ge上にSiに成長するSiのヘテロALE、およびSi上にGeを成長するGeのヘテロALEが必要である。前者には、最表面がGe単原子層で覆われるという課題が残されていることがわかった。また後者には、表面に大量のカーボンが付着する、という課題があることが判明した。GeHCI_3をSi基板に照射することにより、Geの単原子層ヘテロ吸着を試みた。吸着水素が熱脱離する高温(450℃以上)では基板がエッチングされるが、300℃程度では1/2原子層のGeが化学吸着することをXPSで確認して、Si基板上へGeをヘテロ原子層成長するための足掛を得た。
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