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半導体鉄シリサイドの分子線エピタキシーとSi系発光ダイオードの研究開発

研究課題

研究課題/領域番号 09450121
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関筑波大学

研究代表者

長谷川 文夫  筑波大学, 物理工学系, 教授 (70143170)

研究分担者 末益 崇  筑波大学, 物理工学系, 講師 (40282339)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
1999年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1998年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1997年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
キーワード鉄シリサイド / 発光ダイオード / MBE / 移動度 / 赤外線 / 光配線 / β-FeSi_2 / フォトルミネッセンス / エレクトロルミネッセンス / シリコン / 太陽電池 / ダブルヘテロ構造 / 分子線エピタキシー / 光接続 / 凝集 / 分子線エピタキシ- / IC
研究概要

本研究では、Si上の発光・受光デバイス材料として期待される半導体鉄シリサイド(β-FeSi_2)について、Si(001)基板上に結晶性の良いβ-FeSi_2膜を成長し、さらに、これをMBE成長Siで埋込むことで、光配線用の発光源として使える発光ダイオードを作製することを目的として実験を行い、以下の結果を得た。
1.Si(001)上に、これまでで最大の移動度を示す高品質なβ-FeSi_2膜を作製した。
これは、熱反応堆積法により成長したβ-FeSi_2膜をテンプレートとし、Si/Fe多層膜を堆積して、SiO_2キャップを用いることで、アニールによっても凝集しない[100]配向のβ-FeSi_2膜が得られたことによる。伝導型は、Si/Fe組成比により制御でき、電子、正孔について、約50Kで、それぞれ最大6900cm^2/Vs,13000cm^2/Vsと、これまでで最高の移動度を得た。
2.Si(001)上に、P-FeSi_2を活性領域とするSi p-nダイオードを作製し、10A/cm^2以上の電流密度において、1.6μm室温エレクトロルミネッセンスを初めて実現した。
これは、P-FeSi_2の発光に最適なSi基板、およびP-FeSi_2をMBE成長Siで埋込む際の成長温度を最適化したことによる。

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] K.Takakura: "Donor and Acceptor Levels in Undoped β-FeSi_2 Continuous Films Prepared from Si/Fe Multilayers on Si (001) Substrates"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.40,No.38. L249-L251 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Dependence of photoluminescence from β-FeSi_2 and induced deep levels in Si on the size of embedded β-FeSi_2 balls in Si"Thin Solid Films. Vol.381. 209-213 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Room Temperature 1.6μm Electroluminescence from a Si-Based Light Emitting Diode with β-FeSi_2 Active Region"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.39,No.10B. L1013-L1015 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Optimum annealing condiction for 1.5μm photoluminescence from reactive deposition epitaxy β-FeSi_2 balls embedded in Si crystals"J.Luminescence. Vol.87-89. 528-531 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 末益崇: "分子線エピタキシー法によるβ-FeSi_2球のSi中埋込み構造作製と高温アニールによる赤外フォトルミネッセンスの増大"レーザー研究. Vol.28,No.2. 99-102 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 末益崇: "熱反応堆積法を利用した赤外発光β-FeSi_2球及び高移動度β-FeSi_2膜の作製:高温アニールによる特性改善"材料科学. Vol.37,No.1. 16-20 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takakura: "Improvement of the Electrical Properties of β-FeSi_2 Films on Si(001) by High Temperature Annealing"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.39,No.3A/B. L233-L236 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takakura: "Control of the Conduction Type of Nondoped High Mobility β-FeSi_2 Films Grown from Si/Fe Multilayers by Change of Si/Fe Ratios"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.39,No.8A. L789-L791 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 末益崇: "環境にやさしい直接遷移型半導体β-FeSi_2の研究の現状と将来展望"応用物理. Vol.39,No.7. 804-810 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takakura: "Growth of Mn doped epitaxial β-FeSi_2 films on Si(001) substrates by reactive deposition epitaxy"Thin Solid Films. Vol.369. 253-256 (2000)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Growth of Continuous and Highly (100)-Oriented β-FeSi_2 Films on Si(001) from Si/Fe Multilayers with SiO_2 Capping and Templates"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.38,No.8A. L878-L880 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Improvement of 1.5μm Photoluminscence from Reactive Deposition Epitaxy Grown β-FeSi_2 Balls in Si by High Temperature Annealing"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.38,No.6A/B. L620-L622 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Fabrication of p-Si/β-FeSi_2 Balls/n-Si Structures by MBE and their Electrical and Optical Properties"J. Luminescence. Vol.80. 473-477 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Photoluminscence from RDE Grown β-FeSi_2 Balls Embedded in Si Crystals"Jpn.Appl.Phys.. Vol.37,No.12B. L1513-L1516 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Fabrication of Si/β-FeSi_2/Si (001) Structures by Reactive Deposition Epitaxy"J.Jpn.Soc.Crystal Growth. Vol.25,No.1. 46-54 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Magnetotransport Properties of a Single-Crystalline β-FeSi_2 Layer Grown on Si(001) Substrates by Reactive Deposition Epitaxy"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.37,No.3B. L333-L335 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu: "Aggregation of Monocrystalline β-FeSi_2 by Annealing and by Si Overlayer Growth"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.36,No.9A/B. L1225-L1228 (1997)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, M.Tanaka, T.Fujii, S.Hashimoto, Y.Kumagai and F.Hasegawa: "Aggregation of Monocrystalline β-FeSi_2 by Annealing and by Si Overlayer Growth"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.36, No.9A/B. L1225-L1228 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, K.Takakura, M.Tanaka, T.Fujii and F.Hasegawa: "Magnetotransport Properties of a Single-Crystalline β-FeSi_2 Layer Grown on Si(001) Substrate by Reactive Deposition Epitax"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.37, No.3B. L333-L335 (1998)

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    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu and F.Hasegawa: "Fabrication of Si/β-FeSi_2 /Si(001) Structures by Reactive Deposition Epitaxy"J.Jpn.Soc.Crystal Growth. Vol.25, No.1. 46-54 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, T.Fujii, Y.Iikura, K.Takakura and F.Hasegawa: "Photoluminescence from RDE Grown β-FeSi_2 Balls Embedded in Si Crystals"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.37, No.12B. L1513-L1516 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, T.Fujii, K.Takakura, Y.Iikura and F.Hasegawa: "Fabrication of p-Si/β-FeSi_2 Balls/n-Si Structures by MBE and their Electrical and Optical Properties"J.Luminescence. Vol.80. 473-477 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, Y.Iikura, T.Fujii, K.Takakura, N.Hiroi and F.Hasegawa: "Improvement of 1.5 μm Photoluminescence from Reactive Deposition Epitaxy Grown β-FeSi_2 Balls in Si by High Temperature Annealing"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.38, No.6A/B. L878-L880 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, N.Hiroi, T.Fujii, K.Takakura, Y.Iikura and F.Hasegawa: "Growth of Continuous and Highly (100)-oriented β-FeSi_2 Films on Si (001) from Si/Fe Multilayers with SiO_2 Capping and Templates"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.38, No.8A. L878-L880 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takakura, T.Suemasu and F.Hasegawa: "Growth of Mn Doped-β-FeSi_2 Films on Si (001) by Reactive Deposition Epitaxy"Thin Solid Films. Vol.369, No.1-2. 253-256 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, Y.Iikura, K.Takakura, N.Hiroi and F.Hasegawa: "Optimum annealing condition for 1.5μm photoluminescence from reactive deposition epitaxy β-FeSi_2 balls embedded in Si crystals"J.Luminescence. Vol.87-89. 528-531 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, Y.Iikura, K.Takakura and F.Hasegawa: "Fabrication of b-FeSi2 Spheres Embedded in Si by Molecular Beam Epitaxy and Enhancement of the Infrared Photoluminescence by High Temperature Annealing"Review of Laser Engineering. Vol.28, No.2. 99-102 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takakura, T.Suemasu, N.Hiroi and F.Hasegawa: "Improvement of the Electrical Properties of β-FeSi_2 Films on Si (001) by High Temperature Annealing"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.39, No.3A/B. L233-L236 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu and F.Hasegawa: "Current staus and future prospects of β-FeSi_2 research : An environmentally friendly and direct-band-gap semiconductor"Oyobutsuri. Vol.39, No.7. 804-810 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takakura, T.Suemasu Y.Ikura and F.Hasegawa: "Control of the Conduction Type of Nondoped High Mobility β-FeSi_2 Films Grown from Si/Fe Multilayers by Change of Si/Fe Ratios"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.39, No.8A. L789-L781 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, K.Takakura, Y.Iikura, N.Hiroi and F.Hasegawa: "Infrared Luminescence from β-FeSi_2 Balls and Fabrication of High Mobility β-FeSi_2 Films Using Reactive Deposition Epitaxy : Improvements by High Temperature Annealing"J.Mater.Res.Soc.of Japan. Vol.37, No.1. 16-20 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, Y.Negishi, K.Takakura and F.Hasegawa: "Room Temperature 1.6μm Electroluminescence from a Si Based Light Emitting Diode with β-FeSi_2 Active Region"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.39, No. 10B. L1013 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Suemasu, T.Fujii, K.Takakura, N.Hiroi, Y.Iikura and F.Hasegawa: "Dependence of Photoluminescence from β-FeSi_2 and Induced Deep Levels in Si on the Size of embedded β-FeSi_2 Balls in Si"Thin Solid Films. 381. 209 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Takakura, T.Suemasu and F.Hasegawa: "Donor and Acceptor Levels in Undoped High Mobility β-FeSi_2 Continuous Films Prepared from Si/Fe Multilayers on Si (001) Substrates"Jpn.J.Appl.Phys.. Vol.40, No.3B. L249 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 末益 崇: "Growth of Continuous and Highly (100)-oriented β-FeSi_2 Films on Si(001) from Si/Fe Multilayers with SiO_2 Capping and Templates"Japanese Journal of Applied Physics;. 38・8A. L878-L880 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Improvement of 1.5 μm Photoluminescence from Reactive Deposition Epitaxy Grown β-FeSi_2 Balls in Si by High Temperature Annealing"Japanese Journal of Applied Physics. 38・6A/B. L620-L622 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Fabricaton of p-Si/β-FeSi_2Balls/n-Si Structures by MBE and their Electrical and Optical Properties"Journal of Luminescence. 80. 473-477 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "分子線エピタキシー法によるβ-FeSi_2球のSi中埋込み構造作製と高温アニールによる赤外フォトルミネッセンスの増大"レーザー研究. 28・2. 99-102 (2000)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 高倉健一郎: "Improvement of the Electrical Properties of β-FeSi_2 Films on si(001) by High Temperature Annealing"Japanese Journal of Applied Physics. 2000.

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 高倉健一郎: "Growth of Mn Doped-β-FeSi_2 Filems on Si(001) by Reactive Deposition Epitaxy"Thin Solid Films.. 2000.

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Aggregation of Monocrystalline β-FeSi_2 by Annealing and by Si Overlayer Growth" Japanese Journal of Applied Physics. 36巻・9AB. L1225-L1228 (1997)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Magnetotransport Properties of a Single-Crystalline β-FeSi_2 Layer Grown on Si(001) Substrate by Reactive Deposition Epitaxy" Japanese Journal of Applied Physics. 37巻・3B. L333-L335 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "RDE法によるSi/β-FeSi_2/Si(001)構造の作製" 日本結晶成長学会誌. 25巻・1. 46-54 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Photolumirescence from Reactive Deposition Epitaxy (RDE) Grown β-FeSi_2 Balls Embedded in Si Crystals" Japanese Journal of Applied Physics. 37巻・12B. L1513-L1516 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Fabrication of p-Si/β-FeSi_2 Balls/n-Si Structures by MBE and their Electrical and Optical Properties" Journal of Luminescence. (1999)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 雅也: "Formation of β-FeSi_2 Layers on Si(001) Substrates" Japanese Journal of Applied Physics. 36巻・6A. 3620-3624 (1997)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 雅也: "Formation of β-FeSi_2 Layers on Si(001)Substrates" Japanese Journal of Applied Physics. 36・64. 3620-3624 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 雅也: "Reactive Deposition Epitaxial Grow the of β-FeSi_2 Layers on Si(001)" Applied Surface Science. 117/118. 303-307 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Aggregation of Monocrystalline β-FeSi_2 by Annealing and by Si Overlayer Growth" Japanese Journal of Applied Physics. 36・9AB. L1225-L1228 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Si Molecular Beam Epitaxial Growth over an Atomic-Layer Boron Adsorbed Si(001)Substrate and its Electrical Properties" Japanese Journal of Applied Physics. 36・12A. 7146-7151 (1997)

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      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "RDE法によるSi/β-FeSi_2/Si(001)構造の作製" 日本結晶成長学会誌. 25・1. (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 末益 崇: "Magnetotransport Properties of a Single-Crystalline β-FeSi_2 Layer Grown on Si(001)Substrate by Reactive Deposition Epitaxy" Japanese Journal of Applied Physics. 37・3B. (1998)

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      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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