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イオン注入による欠陥制御を利用した圧縮歪みシリコンの実現と高正孔移動度素子応用

研究課題

研究課題/領域番号 24360001
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 応用物性・結晶工学
研究機関名古屋大学 (2013-2015)
東北大学 (2012)

研究代表者

宇佐美 徳隆  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20262107)

研究分担者 有元 圭介  山梨大学, 総合研究部, 准教授 (30345699)
澤野 憲太郎  東京都市大学, 工学部, 教授 (90409376)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円)
2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2012年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワード歪みシリコン / ヘテロ構造 / 分子線エピタキシー
研究成果の概要

イオン注入により意図的に残留欠陥を発生させたシリコン(100)基板上にガスソース分子線エピタキシー法用いてシリコン/シリコンカーボンヘテロ構造を結晶成長することで、二軸性圧縮歪みを有するシリコン薄膜を形成できることを示した。この薄膜は800度までの熱処理に対して安定であるが、900度以上の熱処理ではカーボン原子の析出が生じる。また、アルゴンイオン注入を利用して高品質な圧縮歪みシリコン/シリコンカーボンヘテロ構造を実現するための注入エネルギーは45keV未満が望ましいことを見出した。

報告書

(5件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2016 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Gas-source MBE growth of strain-relaxed Si1-xCx on Si(100) substrates2013

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Arimoto, Shoichiro Sakai, Hiroshi Furukawa, Junji Yamanaka, Kiyokazu Nakagawa, Noritaka Usami, Yusuke Hoshi, Kentarou Sawano, Yasuhiro Shiraki
    • 雑誌名

      J. Cryst. Growth

      巻: 378 ページ: 212-217

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2012.12.152

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of compressively strained Si/Si1-xCx/Si(100) heterostructures using gas-source molecular beam epitaxy2013

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Arimoto
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 362 ページ: 276-281

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2011.12.084

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Thermal stability of compressively strained Si/relaxed Si1-xCx heterostructures formed on Ar ion implanted Si (100) substrates2016

    • 著者名/発表者名
      You Arisawa, Yusuke Hoshi, Kentarou Sawano, Junji Yamanaka, Keisuke Arimoto, Chiaya Yamamoto, Noritaka Usami
    • 学会等名
      8th International Conference on Si Epitaxy and Heterostructures
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン注入を利用した圧縮歪みSi/緩和Si1-xCxヘテロ構造の作製におけるイオン注入条件の検討2016

    • 著者名/発表者名
      有澤洋、澤野憲太郎、宇佐美徳隆
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 微傾斜基板を用いた伸張歪みSi/緩和SiGe/Si(110)ヘテロ構造のモフォロジー及び素子特性2016

    • 著者名/発表者名
      宇津山直人、佐藤圭、山田 崇峰、有元圭介、山中淳二、中川清和、原康介、宇佐美徳隆、澤野憲太郎
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イオン注入による欠陥制御を用いて作製した圧縮歪みSi/Si1-xCx ヘテロ構造の熱的安定性2015

    • 著者名/発表者名
      有澤洋、星裕介、有元圭介、山中淳二、中川清和、澤野憲太郎、宇佐美徳隆
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Compressively strained Si/Si1-xCx heterostructures formed by Ar ion implantation technique2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hoshi, K. Arimoto, K. Sawano, Y. Arisawa, K. Fujiwara, J. Yamanaka, K. Nakagawa, and N. Usami
    • 学会等名
      9th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures
    • 発表場所
      Montreal
    • 年月日
      2015-05-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Compressively strained Si/Si1-xCx heterostructures formed by Ar ion implantation technique2015

    • 著者名/発表者名
      Y.Hoshi, K.Arimoto, K.Sawano, Y.Arisawa, K.Fujiwara, J.Yamanaka, K.Nakagawa, and N.Usami
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures (ICSI 9)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イオン注入成長法で作製した圧縮歪みSi/Si1-xCx/Si(001)構造MOSFETの電気特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      中込諒、酒井翔一朗、藤原幸亮、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 歪みSi/Si1-xCx/Si(001)ヘテロ構造の結晶性と不純物活性化過程との関係2015

    • 著者名/発表者名
      藤原幸亮、酒井翔一朗、小林昭太、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Arイオン注入法を用いた圧縮歪み/緩和Si1-xCxヘテロ構造の作製2015

    • 著者名/発表者名
      有澤 洋, 星 裕介, 藤原 幸亮, 山中 淳二, 有元 圭介, 中川 清和, 澤野 憲太郎, 宇佐美 徳隆
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イオン注入法で作製した圧縮歪みSi/Si1-xCx/Si(001) 構造の結晶性及びデバイス特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      中込諒、酒井翔一朗、藤原幸亮、古川洋志、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 2歪みSi/Si1-xCx/Si(001) 構造の不純物活性化過程における結晶性及び電気特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      藤原幸亮、酒井翔一朗、古川洋志、井上樹範、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮歪みSi/Si1-xCx/Si(100)ヘテロ構造における炭素傾斜組成の電気伝導特性への効果2014

    • 著者名/発表者名
      酒井翔一朗、古川洋志、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 不純物イオン注入および熱処理がSi1-xCx層の結晶性に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      藤原幸亮、酒井翔一朗、古川洋志、井上樹範、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イオン注入法がSi1-xCx/Si(001)構造の欠陥形成過程に及ぼす効果2014

    • 著者名/発表者名
      中込諒、酒井翔一朗、藤原幸亮、古川洋志、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ガスソースMBE法による圧縮歪みSi/緩和Sil-xCx /Siヘテロ構造の形成と構造評価2013

    • 著者名/発表者名
      古川洋志、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮歪みSi/Si1-xCx/Si(100)構造を用いたMOSFETに関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      中込諒、酒井翔一朗、藤原幸亮、古川洋志、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎、白木靖寛
    • 学会等名
      第2回結晶工学未来塾
    • 発表場所
      学習院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Si1-xCx混晶半導体の不純物活性化プロセスにおける結晶欠陥形成過程の解明2013

    • 著者名/発表者名
      藤原幸亮、酒井翔一朗、古川洋志、井上樹範、有元圭介、山中淳二、中川清和、宇佐美徳隆、星裕介、澤野憲太郎、白木靖寛
    • 学会等名
      第2回結晶工学未来塾
    • 発表場所
      学習院大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Gas-source MBE growth of compressively strained-Si/Si1-xCx/Si(100) heterostructures2012

    • 著者名/発表者名
      S. Sakai, H. Furukawa, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, Y. Hoshi, K. Sawano, Y. Shiraki, N. Usami
    • 学会等名
      The 17th International Conference on Molecular Beam Epitaxy
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2012-09-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-04-24   更新日: 2019-07-29  

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