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超高移動度一軸歪みゲルマニウム・チャネルデバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26286044
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 結晶工学
研究機関東京都市大学

研究代表者

澤野 憲太郎  東京都市大学, 工学部, 教授 (90409376)

連携研究者 有元 圭介  山梨大学, 医学工学総合研究部, 准教授 (30345699)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2014年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
キーワードゲルマニウム / 結晶歪み / イオン注入 / 一軸性歪み / 結晶欠陥 / 結晶工学 / 歪み制御 / 歪みゲルマニウム / 一軸歪み / 半導体物性
研究成果の概要

次世代の低消費電力、かつ高速の半導体電子デバイスに向けて、シリコンに替わる高性能材料として、ゲルマニウム(Ge)に注目し、特に高速化を可能とすべく、Geに結晶歪みを導入する技術を開発した。特に、歪みを面内で非対称にすることで最も高速化が可能であるため、選択的イオン注入法を開発し、結晶欠陥の局所的導入によって歪み状態を任意に制御すること、それによりGeに一軸性の歪みを導入することに成功した。さらに、絶縁膜上へ歪みGe膜を貼り合わせる技術を開発し、次世代高速Geデバイスへ向けて非常に有望な技術を確立した。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件、 謝辞記載あり 13件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 19件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Light emission enhancement from Ge quantum dots with phosphorous δ-doped neighboring confinement structures2017

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, T. Nakama, K. Mizutani, N. Harada, X. Xu, T. Maruizumi
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 印刷中 ページ: 131-134

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2017.03.008

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] TEM Observation of Si0.99C0.01 Thin Films with Arsenic-Ion-, Boron-Ion-, and Silicon-Ion-Implantation Followed by Rapid Thermal Annealing2017

    • 著者名/発表者名
      Junji Yamanaka, Shigenori Inoue, Keisuke Arimoto, Kiyokazu Nakagawa, Kentarou Sawano, Yasuhiro Shiraki, Atsushi Moriya, Yasuhiro Inokuchi, Yasuo Kunii
    • 雑誌名

      Journal of Materials Science and Chemical Engineering

      巻: 5 号: 01 ページ: 15-25

    • DOI

      10.4236/msce.2017.51003

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Highly n-doped germanium-on-insulator microdisks with circular Bragg gratings2017

    • 著者名/発表者名
      Xuejun Xu, Hideaki Hashimoto, Kentarou Sawano, and Takuya Maruizumi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 6 ページ: 6550-6560

    • DOI

      10.1364/oe.25.006550

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Thermal stability of compressively strained Si/relaxed Si1-xCx heterostructures formed on Ar ion implanted Si (100) substrates2017

    • 著者名/発表者名
      You Arisawa, Yusuke Hoshi, Kentarou Sawano, Junji Yamanaka, Keisuke Arimoto, Chiaya Yamamoto, Noritaka Usami
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 印刷中 ページ: 127-132

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2016.11.024

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Study on ion implantation conditions in fabricating compressively strained Si/relaxed Si1−xCx heterostructures using the defect control by ion implantation technique2017

    • 著者名/発表者名
      You Arisawa, Kentarou Sawano, Noritaka Usami
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 印刷中 ページ: 601-604

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2016.12.065

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Straining of Group IV Semiconductor Materials for Bandgap and Mobility Engineering2016

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano, Xuejun Xu, Shiori Konoshima, Nayuta Shitara, Takeshi Ohno, and Takuya Maruizumi
    • 雑誌名

      ECS transaction

      巻: 75 号: 4 ページ: 191-197

    • DOI

      10.1149/07504.0191ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Anisotropic Strain Introduction into Si/Ge Hetero Structures2016

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano, Shiori Konoshima, Junji Yamanaka, Keisuke Arimoto, and Kiyokazu Nakagawa
    • 雑誌名

      ECS transaction

      巻: 75 号: 8 ページ: 563-569

    • DOI

      10.1149/07508.0563ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Suppression of segregation of the phosphorus δ-doping layer in germanium by incorporation of carbon2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yamada, K. Sawano, M. Uematsu, Y. Shimizu, K. Inoue, Y. Nagai, and K. M. Itoh
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 3 ページ: 031304-031304

    • DOI

      10.7567/jjap.55.031304

    • NAID

      210000146129

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhanced light emission from germanium microdisks on silicon by surface passivation through thermal oxidation2016

    • 著者名/発表者名
      Xuejun Xu, Hideaki Hashimoto, Kentarou Sawano, Hiroshi Nohira, and Takuya Maruizumi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 5 ページ: 052101-052101

    • DOI

      10.7567/apex.9.052101

    • NAID

      210000137877

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural and electrical properties of Ge(111) films grown on Si(111) substrates and application to Ge(111)-on-Insulator2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, Y. Hoshi, S. Kubo, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, K. Hamaya, M. Miyao, Y. Shiraki
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 未定 ページ: 24-28

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2015.11.020

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Suppression of surface segregation of the phosphorous δ-doping layer by insertion of an ultra-thin silicon layer for ultra-shallow Ohmic contacts on n-type germanium2015

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Yamada, Kentarou Sawano, Masashi Uematsu and Kohei M. Itoh
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 107 号: 13 ページ: 132101-132101

    • DOI

      10.1063/1.4931939

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ultralarge transient optical gain from tensile-strained, n-doped germanium on silicon by spin-on dopant diffusion2015

    • 著者名/発表者名
      Xuejun Xu, Xiaoxin Wang, Keisuke Nishida, Koki Takabayashi, Kentarou Sawano, Yasuhiro Shiraki, Haofeng Li, Jifeng Liu, and Takuya Maruizumi
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 8 号: 9 ページ: 092101-092101

    • DOI

      10.7567/apex.8.092101

    • NAID

      210000137638

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation of Ge(111) on Insulator by Ge epitaxy on Si(111) and layer transfer2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, Y. Hoshi, S. Endo, T. Nagashima, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, S. Yamada, K. Hamaya, M. Miyao and Y. Shiraki
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 557 ページ: 76-79

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2013.10.074

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Uniaxially strained SiGe(111) and SiGe(100) grown on selectively ion-implanted substrates2014

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, Y. Hoshi, S. Kubo, S. Yamada, K. Nakagawa, Y. Shiraki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 401 ページ: 758-761

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.02.014

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Highly n-doped, tensile-strained Ge grown on Si by molecular beam epitaxy2014

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nishida, Xuejun Xu, Kentarou Sawano, Takuya Maruizumi, Yasuhiro Shiraki
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 557 ページ: 66-69

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2013.10.082

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Straining of Group IV Semiconductor Materials for Bandgap and Mobility Engineering2016

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2016)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Anisotropic Strain Introduction into Si/Ge Hetero Structures2016

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2016)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enhanced Light Emission from N-Doped Ge Microdisks by Thermal Oxidation2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hashimoto, X. Xu, K. Sawano, T. Maruizumi
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2016)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Light Emission Enhancement from Ge Quantum Dots with Phosphorous delta-Doping2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, K. Mizutani, K. Watanabe, X. Xu, T. Maruizumi
    • 学会等名
      19th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE 2016)
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of high-quality strain relaxed SiGe(110) films by controlling defects via ion implantation2016

    • 著者名/発表者名
      M. Kato, T. Murakami, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, K, Sawano
    • 学会等名
      19th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE 2016)
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly N-doped Ge Microdisks with Circular Bragg Gratings on Ge-on-Insulator2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hashimoto, X. Xu, K. Sawano, T. Maruizumi
    • 学会等名
      19th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE 2016)
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2016-09-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on ion implantation conditions in fabricating compressively strained Si/relaxed Si1-xCx heterostructures using the defect control by ion implantation technique2016

    • 著者名/発表者名
      Y.Arisawa, K. Sawano and N. Usami
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center (Aichi)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Influences of Phosphorous δ-Doping at Ge Quantum Dots / Si Interface on Photoluminescence Properties and Dot Formation2016

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, K. Watanabe, K. Mizutani, X. Xu, T. Maruizumi
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center (Aichi)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of uniaxially strained Ge by selective ion implantation technique2016

    • 著者名/発表者名
      Shiori Konoshima, Eisuke Yonekura, Kentarou Sawano
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center (Aichi)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hole Mobility in Strained Si/SiGe/Vicinal Si(110) Grown by Gas Source MBE2016

    • 著者名/発表者名
      K. Arimoto, S. Yagi, J. Yamanaka, K. Nakagawa, N. Usami, K. Sawano
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18)
    • 発表場所
      Nagoya Congress Center (Aichi)
    • 年月日
      2016-08-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Strained Ge-on-Insulator Substrates toward Optoelectronic Integrated Circuits2016

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano
    • 学会等名
      The International Conference on Small Science (ICSS 2016)
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      2016-06-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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
      International SiGe Technology and Device Meeting 2016 (ISTDM2016)
    • 発表場所
      Nagoya University (Aichi)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation of Strained Ge-on-Insulator (GOI) Substrates using SiGe Etching Stop Layers2016

    • 著者名/発表者名
      Yuuki Yajima, Yuta Ariyama, Kentarou Sawano
    • 学会等名
      International SiGe Technology and Device Meeting 2016 (ISTDM2016)
    • 発表場所
      Nagoya University (Aichi)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Control of Electrical Properties in Heusler-Alloy/Ge Schottky Tunnel Contacts formed by Phosphorous δ-Doping with Si-Layer Insertion2016

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Yamada, Yuichi Fujita, Shinya Yamada, Kentarou Sawano, Kohei Hamaya
    • 学会等名
      International SiGe Technology and Device Meeting 2016 (ISTDM2016)
    • 発表場所
      Nagoya University (Aichi)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropic strain engineering of Si/Ge heterostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano
    • 学会等名
      2016 Global Research Efforts on Energy and Nanomaterials (GREEN 2016)
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Strained Germanium based Nano-Structures toward High Performance Optoelectronic Integrated Circuits2015

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano
    • 学会等名
      International Symposium for Advanced Materials Research 2015
    • 発表場所
      Sun Moon Lake, Taiwan
    • 年月日
      2015-08-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [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, N. Usami
    • 学会等名
      9th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures
    • 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] Suppression of the segregation of delta-doped P by the insertion of Si layers in Ge2015

    • 著者名/発表者名
      Michihiro Yamada, Kentarou Sawano, Masashi Uematsu, and Kohei. M. Itoh
    • 学会等名
      9th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures
    • 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] Fabrication of Strained Ge-on-Insulator for Ge-based Optoelectronic Devices2015

    • 著者名/発表者名
      K. Sawano, T. Nagashima, H. Hashimoto, X. Xu, K. Hamaya, and T. Maruizumi
    • 学会等名
      E-MRS 2015 Spring Meeting
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisotropic Strain Engineering in Si/Ge Heterostructures2014

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Sawano
    • 学会等名
      The Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG 2014)
    • 発表場所
      Phuket, Thailand
    • 年月日
      2014-11-04 – 2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Formation of Uniaxially Strained SiGe with High Ge Concentrations by Selective Ion Implantation2014

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Yonekura, JunjiYamanaka, KeisukeArimoto, KiyokazuNakagawa, YasuhiroShirakiand KentarouSawano
    • 学会等名
      7th International Silicon-Germanium Technology and Device Meeting, 2014 ISTDM
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Electrical properties of strained Ge(111)-on-Insulator (GOI) fabricated by Ge epitaxy on Si and layer transfer2014

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Nagashima, Hironori Katsumata, Kohei Hamaya, Masanobu Miyao, Yasuhiro Shiraki, Kentarou Sawano
    • 学会等名
      7th International Silicon-Germanium Technology and Device Meeting, 2014 ISTDM
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2014-06-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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