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超薄膜超微細構造デバイスに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 06044076
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究機関東京工業大学

研究代表者

小田 俊理  東京工業大学, 量子効果エレクトロニクス研究センター, 教授 (50126314)

研究分担者 MILNE Willia  ケンブリッジ大学, 工学部, 教授
MOORE David  ケンブリッジ大学, 工学部, 助教授
杉浦 修  東京工業大学, 工学部, 助教授 (10187643)
松村 正清  東京工業大学, 工学部, 教授 (30110729)
WILLIAM Miln  ケンブリッジ大学, 工学部, 教授
DAVID Moore  ケンブリッジ大学, 工学部, 助教授
研究期間 (年度) 1994 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1995年度: 4,200千円 (直接経費: 4,200千円)
1994年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
キーワード超高速デバイス / 超伝導デバイス / 極微細加工プロセス / 電子ビーム露光技術 / 超薄膜結晶成長 / 量子効果デバイス / 原子層エピタキシ- / 薄膜トランジスタ
研究概要

1.超伝導超薄膜微細構造デバイス
東京工業大学の小田とケンブリッジ大学のム-アは共同で超伝導デバイスの研究を行った.
(1)原子層制御MOCVD法による超伝導超薄膜結晶成長と超伝導特性評価
βジケトン金属錯体原料をコンピュータの指令によりパルス状にプログラム供給する原子層制御MOCDV法を用いてYBCO超薄膜を作製した。原子間力顕微鏡の観察により、YBCO薄膜の表面は原子レベルで平坦なテラス長が、STO基板で330nm、NGO基板で660nmと大きく、世界最高水準の超平滑表面の薄膜であることが分かった。膜厚が12nmという超薄膜も高い臨界電流を得ることができた。
(2)電子ビーム照射によるジョセフソン接合の作製と特性評価
収束電子ビーム照射により作製したYBCO薄膜ジョセフソン接合の臨界電流の磁場依存性の測定から、接合が均一にできていることが分かった。400Kにおけるアニールにより接合の劣化は改善できることが分かった。収束イオンビームを組合せて微細加工を行った。さらに、走査プローブ顕微鏡による接合作製についても検討した。
2.シリコン超薄膜超微細構造デバイス
東京工業大学の松村と杉浦は、原子層エピタキシ-法によりシリコン、ゲルマニウム、および絶縁物の超薄膜結晶成長を行った。ケンブリッジ大学のミルンは、ダイアモンド超薄膜の研究を行った。松村とミルンはシリコン薄膜トランジスタを研究した。小田は、シリコン量子細線、量子箱を作製し物性評価を行った。ム-アは電子ビーム微細加工により、シリコンマイクロメカニカルデバイスを作製した。
(1)シリコン、ゲルマニウムの原子層エピタキシ-
ガス閉じ込め法により原料圧力を高くしてパルス供給を行い、シリコンおよびゲルマニウム超薄膜結晶成長を行い、1サイクル当り1分子層という理想的な原子層エピタキシ-条件を確立した。
(2)シリコントレンチ酸化膜量子細線の作製と特性評価
スーパーコンピュータを用いて、シリコン1次元量子構造の電子状態を数値計算した。電子ビーム露光技術とECR反応性イオンエッチングによりデバイスを試作し、極低温における容量電圧特性の測定により量子効果を実験的に検証した。
(3)時間変調プラズマプロセスによるシリコン量子箱の作製と物性評価
シランガスと水素ガスをプラズマセル中で分解して、直径10nm以下のシリコン超微粒子を作製した。周囲を酸化処理することにより室温で可視光の発光を観察した。また、原子間力顕微鏡の微細探針を利用して、1個のシリコン量子箱の電気特性を測定し、室温で単一電子トンネル現象を観測した。
(4)シリコン薄膜トランジスタ
アモルファスおよび多結晶シリコンを用いた高性能薄膜トランジスタの研究を行い、信頼性の改善、高集積回路への応用、神経網回路への応用を検討した。さらに、プラズマアーク法を用いて、4配位ダイアモンド薄膜の堆積を行いp型n型の不純物ド-ピングに成功した。
(5)超高分解能電子ビーム露光によるシリコンマイクロメカニカルデバイス
電子ビーム露光と収束イオンビーム技術を組合せてシリコン微細加工を行い、微細トンネル効果デバイスを作製した。

報告書

(2件)
  • 1995 研究成果報告書概要
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (148件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (148件)

  • [文献書誌] S.Oda: "Staircaselike Structures in In Situ Optical Reflectance Measurement as an Evidence for Two-Dimensional Crystal Growth in Layer-by-Layer Chemical Vapor Deposition." Applied Surface Science. 75. 259-262 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layer-by-Layer Metalorganic Chimical Vapor Deposition of YBa2Cu30x Thin Films." Bulletins of Electrotechnical Laboratory. 58. 107-111 (1994)

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  • [文献書誌] H.Zama: "High Quality YBaCuO Thin Film Growth by Low-Temperature Metalorganic Chemical Vapor Deposition Using Nitrous Oxide" Materials Research Society Symposium Proceedings. 335. 291-296 (1994)

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  • [文献書誌] H.Zama: "Superconducting Properties of Ultrathin Films of YBaCuO Prepared by Metalorganic Chemical Vapor Deposition at 500°C" Japanese Journal of Applied Physics. 33. L312-L314 (1994)

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  • [文献書誌] M.Otabe: "Selective Etching of Hydrogenated Amorphous Silicon by Hydrogen Plasma" Japanese Journal of Applied Physics. 33. 4442-4445 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Preparation of Nanocrystalline Silicon by Digital Chemical Vapor Deposition" Springer Series in Material Sciences.31. 248-253 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Preparation of Y-doped SrCuO2 Infinite Layer Films by MOCVD" Physica C. 235-240. 979-980 (1994)

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  • [文献書誌] 小田俊理: "酸化物超伝導体の原子層MOCVD法における光学的その場成長モニター" 日本結晶成長学会誌. 21. S325-S332 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layer Controlled Metalorganic Chemical Vapor Deposition of Superconducting YBa2Cu3Ox Films" Journal of Crystal Growth. 145. 232-236 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Superconductivity and Surface Morphology of YBCO Thin Films Prepared by Metalorganic Chemical Vapor Deposition" IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 5. 1801-1804 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Preparation of Nanocrystalline Silicon by Pulsed Plasma Processing" Materials Research Society Symposium Proceedings. 358. 721-731 (1995)

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  • [文献書誌] M.Otobe: "Nanocrystalline Silicon Formed in Very-High-Frequency SiH4 Plasma" Proc.12th Symp.on Plasma Processing. (in press). (1995)

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  • [文献書誌] T.Tsukui: "Computer Simulation and Measurement of Capacitance-Voltage Characteristics in Quantum Wire Devices of Trench-Oxide MOS Structure" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 874-877 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layer Metalorganic Chemical Vapor Deposition of YBa2Cu3Ox with In Situ Optical Reflectance Measurement" Proceedings of the Seventh Topical Meeting on Crystal Growth Mechanisms. 285-290 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layer MOCVD of YBa2Cu3Ox Thin Films" FED Workshop on High-Temperature Superconducting Electron Devices. 92-93 (1994)

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  • [文献書誌] M.Otobe: "Fabrication of Nanocrystalline Silicon by SiH4 Plasma Cell" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.(1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Fabrication of Nanocrystalline Silicon Using VHF Plasma Cells of SiH4 and H2" 2nd International Workshop on Quantum Functional Devices held by FED. 124-125 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Thin Films of YBaCuO with a Very Smooth Surface Prepared by Atomic-Layer MOCVD" ISTEC and MRS Int.Workshop on Superconductivity. 122-125 (1995)

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  • [文献書誌] M.Otobe: "Preferential Nucleation of Nanocrystalline Silicon along Microsteps" Extended Abstracts of Conference on Solid State Devices and Materials. 776-778 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Preparation and Characterization of Nanocrystalline Silicon by Plasma Processing" The Fourth International Conference on Advanced Materials. (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layer-by-Layer MOCVD of Oxide Superconductors" Journal de Physique IV. C5. 379-390 (1995)

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  • [文献書誌] 小田俊理: "MOCVD法による酸化物超伝導薄膜のエピタキシャル成長" 日本結晶成長学会誌. 22. 395-402 (1995)

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  • [文献書誌] S.Yamamoto: "STM/AFM Fabricated Junctions of YBaCuO Films" 5th International Superconductive Electronics Conference. 93-95 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Thin Films of YBaCuO with A Very Smooth Surface Prepared by Atomic Layer MOCVD" 4th Int.Workshop Chem.Technol.High-Tc Superconductors. PL-6. (1995)

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  • [文献書誌] S.Imai: "Hydrogen Assisted ALE of Silicon" Applied Surface Science. 82/83. 322-326 (1994)

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  • [文献書誌] S.Sugahara: "Atomic Layer Epitaxy of Germanium" Applied Surface Science. 82/83. 380-386 (1994)

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  • [文献書誌] W.Gasser: "Quasi-Monolayer Deposition of Silicon Dioxide" Thin Solid films. 250. 213-218 (1994)

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  • [文献書誌] S.Morishita: "New Substances for Atomic-Layer Deposition of Silicon-Dioxide" Thin Solid Films. 187. 66-69 (1995)

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  • [文献書誌] S.Morishita: "Atomic-Layer CVD of SiO2 by Cyclic Exposures of CH3OSi (NCO) 3 and H2O2" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 5738-5742 (1995)

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  • [文献書誌] S.Imai: "Atomic Layer Etching of Silicon by Thermal Desorption Method" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 5049-5053 (1995)

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  • [文献書誌] E.Sadayuki: "Sub-Atomic Layer Growth of SiC at Low Temperatures" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 166-170 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.C.Yeh: "Low-Temperature CVD od Silicon-Nitride Film from Si2CI6 and N2H4" Japanese Journal of Applied Physics. (in press). (1996)

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  • [文献書誌] Y.Uchida: "Low-Temperature CVD of Silicon Dioxide by Alkoxyl-Silane-Iso-Cyanate" Japanese Journal of Applied Physics. (in press). (1996)

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  • [文献書誌] S.Sugahara: "Ideal Monolayer Adsorption of Germanium on Si (100) Surface" Applied Surface Science. (in press). (1996)

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  • [文献書誌] S.Sugahara: "Modeling of Silicon Atomic-Layer-Epitaxy" Applied Surface Science. (in press). (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Taniguchi: "Low-Temperature Chemical Vapor Deposition of Silicon Dioxide Using Tetra-Isocyanate-Silane." Japanese Journal of Applied Physics. 33. L1485-L1488 (1994)

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  • [文献書誌] I.Idris: "Hydrogen-Free Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition of Silicon Dioxide Using Tetra-isocyanate-silane (Si (NCO) 4)" Japanese Journal of Applied Physics. 34(6). L772-L774 (1995)

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  • [文献書誌] A.J.Pauza: "Josephson Junction in YBa_2Cu_3O_7-δ by Electron Beam Irradition" Physica B. 194-196. 119-122 (1994)

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  • [文献書誌] D.F.Moore: "Nanostructure Fabrication and Vacuum Tunneling Devices" FED Journal. 4. 58-64 (1994)

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  • [文献書誌] D.F.Moore: "High Tc Electronics at a Junction?" Physics World. 24-25 (1995)

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  • [文献書誌] A.J.Pauza: "Electron Beam Damaged Junctions-Stability,Reproducibility,and Scaling Laws." IEEE Transactions on Applied Superconductivity. (in press). (1995)

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  • [文献書誌] A.J.Pauza: "Nanojunctions and their Application to High-Tc Electronics" 5th International Superconductive Electronics Conference ISEC '95 Nagoya 18-21 September 1995. 111-113 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.F.Moore: "Micromatching and Focused Ion Beam Etching of Si for Accelerometers" SPIE. 2639. 253-258 (1995)

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  • [文献書誌] C.Davis: "Properties of Tetrahedral Amorphous Diamond in a Filtered Vacum Arc in the Presence of Hydrogen" Philosophical Magazine. B6. 1121-1130 (1994)

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  • [文献書誌] V.Veerasamy: "Photoresponse Characteristics of n-Type ta-C/p-Type c-Si Heterojunction Diodes" Applied Physics Letters. 64. 2279-2281 (1994)

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  • [文献書誌] V.Veerasamy: "Electronic Density of States in Amorphous Diamond" Solid State Electronics. 37. 319-321 (1994)

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  • [文献書誌] V.Veerasamy: "A Distributed Carbon Cathodic Vacuum Arc" Surface and Coatings Technology. 68/69. 301-308 (1994)

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  • [文献書誌] A.J White: "Primary Reactions Processes in the Deposition of DLC from Methane using an Internal Hydrogen Lamp" Diamond and Related Material. 3(1). 476-479 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] V.Veerasamy: "Characteristics of n-Type ta-C/Silicon Heterojunctions" IEEE Transactions on Electron Devices. 42(in press). (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.A.J.Amaratunga: "Gap States Doping and Bonding in Tetrahedral Amorphous Carbon" Diamond and Related Material. 4. 637-640 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] W.I.Milne: "Tetrahedrally Bonded Amorphous Carbon" Journal of Non Crystalline Solids. (in press). (1996)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.M.Bilek: "Ion and Plasma Characterisation in a Silicon Filtered Gathodic Vacuum Arc" Journal of Applied Physics. (1995)

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  • [文献書誌] F.J.Clough: "Low Temperature (<600C) Semi-Insulating Oxygen Doped Silicon Films by the PECVD Method for Large Area Power Applications" Microelectronic Engineering. 28(1-4). 451 (1995)

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  • [文献書誌] H.Zama: "Advances in Superconductvity VI" Springer-Verlag,Tokyo, 921-924 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Yamamoto: "Advances in Superconductvity VII" Springer-Verlag,Tokyo, 979-982 (1995)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Oda and M.Otobe: "Nanostructure and Quantum Effects" Springer-Verlag.Berlin, 248-253 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Otobe: "Separation of Nucleation and Growth Processes of Nanocrystalline Silicon by Hydrogen Radical Treatment of Hydrogenated Amorphous" Materials Research Society Symposium Proceedings. 283. 519-524 (1993)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Self-limiting Adsorption and In-Situ Optical Monitoring for Atomic Layr Epitaxy of Oxide Superconductors" Thin Solid Films. 225. 284-287 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Oda: "Frequency Effects in Processing Plasmas of the VHF Band" Plasma Sources Science & Technology. 2. 26-29 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Sakai: "In-Situ Optical Monitoring of Two-Dimensional Crystal Growth in Layr-by-Layr Chemical Vapor Deposition of YBa_2Cu_3Ox" Japanese Journal of Applied Physics. 32. L683-686 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Oda: "Layr-by-Layr Chemical Vapor Deposition of Oxide Superconductors and In Situ Optical Monitoring of Crystal Growth (in Japanese)" Kotai Butsuri (Solid State Physics). 28. 33-37 (1993)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Oda: "Staircaselike Structures in In Situ Optical Reflectance Measurement as an Evidence for Two-Dimensional Crystal Growth in Layr-Deposition." Applied Surface Science. 75. 259-262 (1994)

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      1995 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Tsukui: "Proposal of Trench-Oxide Metal-Oxide-Semiconductor Structure and Computer Simulation of Silicon Quantum Wire Characteristics" Japanese Journal of Applied Physics. 32. 6213-6217 (1993)

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  • [文献書誌] H.Zama: "High Quality YBaCuO Thin Film Growth by Low-Temperature Metalorganic Chemical Vapor Deposition Using Nitrous Oxide" Materials Research Society Symposium Proceedings. (1994)

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  • [文献書誌] H.Zama: "Superconducting Properties of Ultrathin Films of YBaCuO Prepared by Metalorganic Chemical Vapor Deposition at 500゚C" Japanese Journal of Applied Physics. (1994)

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  • [文献書誌] M.Otobe: "Selective Etching of Hydrogenated Amorphous Silicon by Hydrogen Plasma" Japanese Journal of Applied Physics. (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layr-by-Layr Metalorganic Chemical Vapor Deposition of YBa2Cu30x Thin Films." Bulletins of Electrotechnical Laboratory. 58. 110-111 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Preparation of Nanocrystalline Silicon by Digital Chemical Vapor Deposition" Springer Series in Material Sciences.31. 248-253 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Preparation of Y-doped SrCuO2 Infinite Layr Films by MOCVD" Physica C. 235-240. 979-980 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layr Controlled Metalorganic Chemical Vapor Deposition of Superconducting YBa2Cu30x Films" Journal of Crystal Growth. 145. 232-236 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Superconductivity and Surface Morphology of YBCO Thin Films Prepared by Metalorganic Chemical Vapor Deposition" IEEE Transactions on Applied Superconductivity. 5. 1801-1804 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Preparation of Nanocrystalline Silicon by Pulsed Plasma Processing" Materials Research Society Symposium Proceedings. 358. 721-731 (1995)

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  • [文献書誌] M.Otobe: "Nanocrystalline Silicon Formed in Very-High-Frequency SiH4 Plasma" Proc.12th Symp.on Plasma Processing. (in press). (1995)

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  • [文献書誌] T.Tsukui: "Computer Simulation and Measurement of Capacitance-Voltage Characteristics in Quantum Wire Devices of Trench-Oxide MOS" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 874-877 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layr Metalorganic Chemical Vapor Deposition of YBa2Cu30x with In Situ Optical Reflectance Measurement" Proceedings of the 7th Topical Meeting on Crystal Growth Mechanisms. 285-290 (1994)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layr MOCVD of YBa2Cu30x Thin Films" FED Workshop on High-Temperature Superconducting Electron Devices. 92-93 (1994)

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  • [文献書誌] M.Otobe: "Fabrication of Nanocrystalline Silicon by SiH4 Plasma Call" Mat.Res.Soc.Symp.Proc.(1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Fabrication of Nanocrystalline Silicon Using VHF Plasma Cells of SiH4 and H2" 2nd International Workshop on Quantum Functional Devices held by FED. 124-125 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Thin Films of YBaCuO with a Very Smooth Surface Prepared by Atomic-Layr MOCVD" ISTEC and MRS Int.Workshop on Superconductivity. 122-125 (1995)

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  • [文献書誌] M.Otobe: "Preferential Nucleation of Nanocrystalline Silicon along Microsteps" Extended Abstracts Conference on Solid State Devices and Materials. 776-778 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Preparation and Characterization of Nanocrystalline Silicon by Plasma Processing" The Fourth International Conference on Advanced Materials. (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Atomic Layr-by-Layr MOCVD of Oxide Superconductors" Journal de Physique IV. C5. 379-390 (1995)

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  • [文献書誌] S.Yamamoto: "STM/AFM Fabricated Junctions of YBaCuO Films" 5th International Superconductive Electronics Conference. 93-95 (1995)

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  • [文献書誌] S.Oda: "Thin Films of YBaCuO with A Very Smooth Surface Prepared by Atomic Layr MOCVD" 4th Int.Workshop Chem.Technol.High-Tc Superconductors. PL-6. (1996)

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  • [文献書誌] S.Imai: "Atomic Layr Epitaxy of Si Using Atomic H" Thin Solid Films. 225. 168-172 (1993)

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  • [文献書誌] S.Sugahara: "Electronic Structures of Si-Based Manmade Crystals" Japanese Journal of Applied Physics. 32. 384-388 (1993)

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  • [文献書誌] S.Imai: "Hydrogen Assisted ALE of Silicon" Applied Surface Science. 82/83. 322-326 (1994)

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  • [文献書誌] S.Sugahara: "Atomic Layr Epitaxy of Germanium" Applied Surface Science. 82/83. 380-386 (1994)

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  • [文献書誌] S.Morishita: "Atomic-Layr CVD of SiO2 by Cyclic Exposures of CH3OSi (NCO) 3 and H202" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 5738-5742 (1995)

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  • [文献書誌] S.Imai: "Atomic Layr Etching of Silicon by Thermal Desorption Method" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 5049-5053 (1995)

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  • [文献書誌] E.Sadayuki: "Sub-Atomic Layr Growth of SiC at Low Temperatures" Japanese Journal of Applied Physics. 34. 166-170 (1995)

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  • [文献書誌] W.C.Yeh: "Low-Temperature CVD of Silicon-Nitride Film from Si2CI6 and N2H4" Japanese Journal of Applied Physics. (in press). (1996)

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  • [文献書誌] Y.Uchida: "Low-Temperature CVD od Silicon Dioxide by Alkoxyl-Silane-Iso-Cyanate" Japanese Journal of Applied Physics. (in press). (1996)

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  • [文献書誌] S.Sugahara: "Ideal Monolayr Adsorption of Germanium on Si (100) Surface" Applied Surface Science. (in press). (1996)

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  • [文献書誌] S.Sugahara: "Modeling of Silicon Atomic-Layr-Epitaxy" Applied Surface Science. (in press). (1996)

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  • [文献書誌] H.Taniguchi: "Low-Temperature Chemical Vapor Deposition of Silicon Dioxide Using Tetra-Isocyanate-Silane" Japanese Journal of Applied Physics. 33. L1485-L1488 (1994)

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  • [文献書誌] A.J.Pauza: "Josephson Junction in YBa_2Cu_3O_7-delta by Electron Beam Irradition" Physica B. 194-196. 119-122 (1994)

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  • [文献書誌] A.J.White: "Primary Reactions Processes in the Deposition of DLC from Methane using an Internal Hydrogen Lamp" Diamond and Related Material. 3 (1). 476-479 (1994)

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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