| 研究課題/領域番号 |
19K15458
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
笠原 健司 福岡大学, 理学部, 助教 (00706864)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | ゲルマニウム / 低温形成 / 金誘起層交換成長 / 低温結晶成長 / 薄膜トランジスタ / 金触媒 / 金属触媒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、プラスチック基板などの曲げられる基板上に250C以下という低温でn-Ge結晶を形成し、それを用いた薄膜トランジスタ(TFT)および相補型MOSデバイスの動作実証を試みる。具体的には、申請者が開発した多層金誘起層交換成長法を発展させ、金触媒中にSbなどのn型不純物を前もって混入しておき、Geの結晶成長中にドナーを非平衡ドーピングする。更に、欠陥起因の正孔密度を抑制するために、SiやSnなどの別のⅣ族元素の添加も検討する。低温形成したn-Ge結晶を用い、pおよびnチャネルTFTを試作し、その動作を実証する。最終的には、高性能Ge-CMOSをプラスチック基板上で実現する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では研究代表者が開発した多層金誘起層交換成長(ML-GIC)法を改良し，n型Ge結晶の低温形成を目指して，Ge結晶膜中の欠陥起因の正孔濃度の低減を試みた．具体的には，従来のML-GIC法で用いていた(a-Ge/Au)x多層構造の代わりに，a-Ge中にAuをドーピングしたGeAu層を用いた．GeAu層を用いたGICでも，X線回折法や電子線後方散乱分光法などにより(111)配向したGe結晶層の形成が確認された．しかしながらGeの結晶サイズは~120 umと従来のML-GIC法の1/8程度の大きさしかなく，また正孔濃度も結晶サイズの低下に伴う結晶粒界の増大の影響で増加する結果となった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の多層金誘起層交換成長(ML-GIC)法で用いていた(a-Ge/Au)x多層構造の代わりに，a-Ge中にAuをドーピングしたGeAu層を用いたGICプロセスにおいても (111)配向したGe結晶層の形成が確認されたことは，Ge結晶の低温形成の作製工程を大幅に簡素化できたという意味で産業応用的に意義深い結果であると言える．
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