| 研究課題/領域番号 |
18KK0409
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(A))
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
牧原 克典 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90553561)
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| 研究期間 (年度) |
2019 – 2024
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
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| キーワード | Si量子ドット / コア／シェル構造 / 発光デバイス / Si系量子ドット / 配列制御 / 合金ナノドット / スーパーアトム / 量子ドット / ナノ材料 |
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| 研究実績の概要 |
これまでに、渡航先外国機関において、高H2希釈SiH4およびGeH4を用いたReduced-pressure CVD (RP-CVD)の反応初期過程を交互に精密制御することで、200mm-Siウェハ上にGe核を有するSi量子ドットを高密度・一括形成できることを明らかにしてきた。本年度は、このコア／シェル構造を内包したpoly-Siマイクロディスクを形成し、室温PL特性を評価した。
p-Si (100) 基板上にTEOS-CVDによりSiO2(~200nm)膜を堆積した後、PECVDによりSiO2(~100nm)/Si3N4(~100nm)を形成した。その後、フォトリソグラフィおよびドライエッチングにより500nm□を除去した後、SiH4-RPCVDによりSiピラーを選択成長した。その後、膜厚~250nmのpoly-Si膜を形成した後、熱酸化することで~50nmのSiO2膜を形成し、高H2希釈SiH4およびGeH4ガスを用いて、Si量子ドット上へのGeおよびSiの選択成長を行った。その後、PECVDによるSiO2膜(~10nm)、a-Si膜(~250nm)を堆積し、再度Si3N4膜(~50nm)を堆積し後、ドライエッチングおよびドライエッチングを行うことでGeコアSi量子ドットを内包したマイクロディスク構造(直径~6μm)を形成した。
ウェットエッチング後のSEMからマイクロディスク構造の形成が確認し、形成したマイクロディスク構造において、スリット幅4mmで室温PLを測定した結果、パターン形成していないSiO2表面に形成したGeコアSi量子ドットと同様に0.65~0.85eVにブロードなPLスペクトルが認められることから、エッチングによるダメージは抑制できていることがわかった。また、スリット幅2mmで同様にPL測定した場合では、シャープな信号が顕在化することが分かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本年度では、昨年度までに共同で実現したプロセスを活用して、発光デバイスの作成を実現するとともに、Si系半導体の超薄膜に関する共同研究も新たな開始しており、共著論文2編が採択されている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2024年度には、昨年度までに作成したデバイスを精査するとともに、海外機関において不純物添加方法等を確立することで、デバイスの高度化を進める。
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