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GeSn膜の低欠陥密度化及びキャリア密度の制御

研究課題

研究課題/領域番号 26870261
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 物性Ⅰ
研究機関名古屋大学

研究代表者

竹内 和歌奈  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90569386)

研究協力者 浅野 孝典  
池 進一  
犬塚 雄貴  
鷲津 智也  
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
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードⅣ族混晶半導体 / GeSn / 格子欠陥 / 結晶成長 / DLTS / キャリア密度制御 / 欠陥制御 / MBE / MOCVD / 欠陥 / 成長 / イオン注入 / 回復処理 / 欠陥評価 / ゲルマニウムースズ / DLTS測定 / 水素成長 / 水素の効果 / ドーパント不活性化抑制
研究成果の概要

GeSnデバイス実現に向けて、非ドープで導入される浅い準位の欠陥とデバイス特性劣化を引き起こす深い準位の欠陥を制御する必要がある。本研究では分子線エピタキシー法及び化学気相成長法で成長されたGeSn膜の電気的活性な欠陥の調査と制御を目的とした。GeSn中には価電子帯端近傍の浅い準位の欠陥と深い準位の欠陥の形成が観測された。これらの欠陥はGeへのSnイオン注入の実験との比較からSnが関連する複合欠陥であることが考えられる。深い準位の欠陥密度は成長中に水素を導入することで減少させることが可能であることが分かった。後熱処理によって、さらに深い準位の欠陥を消滅できることがわかった。

報告書

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

    (34件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Characterization of Shallow-and Deep-Level Defects in Undoped Ge1-xSnx Epitaxial Layers by Electrical Measurements2016

    • 著者名/発表者名
      W. Takeuchi, T. Asano, Y. Inuzuka, M. Sakashita, O. Nakatsuka and S. Zaima
    • 雑誌名

      ECS Journal of Solid State Science and Technology

      巻: 5 ページ: 3082-3086

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of crystallinity of Ge1-xSnx epitaxial layers grown using metal-organic chemical vapor deposition2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Inuzuka, S. Ike, T. Asano, W. Takeuchi, O. Nakatsuka, S. Zaima
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 602 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ge1-xSnxエピタキシャル層中の欠陥へ及ぼす熱処理の効果2015

    • 著者名/発表者名
      浅野孝典, 柴山茂久, 竹内和歌奈, 坂下満男, 中塚理, 財満鎭明
    • 雑誌名

      信学技報 IEICE Technical Report

      巻: 115 ページ: 63-68

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] High hole mobility tin-doped polycrystalline germanium layers formed on insulating substrates by low-temperature solid-phase crystallization2015

    • 著者名/発表者名
      W. Takeuchi, N. Taoka, M. Kurosawa, M. Sakashita, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett.

      巻: 107 号: 2 ページ: 022103-022103

    • DOI

      10.1063/1.4926507

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epitaxial Ge1-xSnx Layers Grown by Metal-Organic Chemical Vapor Deposition Using Tertiary-butyl-germane and Tri-butyl-vinyl-tin2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Inuzuka, S. Ike, T. Asano, W. Takeuchi, N. Taoka, O. Nakatsuka and S. Zaima
    • 雑誌名

      ECS Solid State Letters

      巻: 4 号: 8 ページ: 59-61

    • DOI

      10.1149/2.0041508ssl

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of Hydrogen Surfactant on Crystallinity of Ge1-xSnx Epitaxial Layers2015

    • 著者名/発表者名
      T. Asano, N. Taoka, K. Hozaki, W. Takeuchi, M. Sakashita, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

    • NAID

      210000145039

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] n型Ge単結晶中におけるSnと空孔関連欠陥との相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      竹内和歌奈, 田岡紀之, 坂下満男, 中塚理, 財満鎭明
    • 雑誌名

      信学技報

      巻: 114 ページ: 113-118

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] In situ phosphorus doping of Ge and Ge1-xSnx epitaxial layers by low-temperature metal-organic chemical vapor deposition2017

    • 著者名/発表者名
      S. Ike, W. Takeuchi, O. Nakatsuka and S. Zaima
    • 学会等名
      10th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics and JSPS Core-to-Core Program Joint Seminar
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2017-02-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Deep-Level Defects in Ge1-xSnx Epitaxial Layers using Deep Level Transient Spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      W. Takeuchi, Y. Inuzuka, N. Taoka, M. Sakashita, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Advanced Science and Technology of Silicon Materials (7th JSPS Silicon Symposium)
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth of Heavily Doped n-Ge Epitaxial Layer by In situ Phosphorus-doping with Low-temperature Metal-Organic Chemical Vapor Deposition2016

    • 著者名/発表者名
      S. Ike, W. Takeuchi, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 学会等名
      2016 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2016)
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-09-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] MOCVD法を用いたin situ Pドーピングによる高濃度n型Geエピタキシャル成長2016

    • 著者名/発表者名
      池進一, 竹内和歌奈, 中塚理, 財満鎭明
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Sn系IV族半導体混晶薄膜の成長と物性評価2016

    • 著者名/発表者名
      志村洋介, 竹内和歌奈, 坂下満男, 黒澤昌志, 中塚理, 財満鎭明
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会(SDM), 有機エレクトロニクス研究会(OME)共催
    • 発表場所
      沖縄県立博物館・美術館
    • 年月日
      2016-04-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DLTS法による半導体材料へのプラズマエッチングダメージ評価2016

    • 著者名/発表者名
      竹内和歌奈, クスマンダリ, 坂下満男, 中塚理, 徳田豊, 財満鎭明
    • 学会等名
      応用物理学会 特別シンポジウム「応用物理分野で活躍する女性達 -第4回 プラズマと応用技術編-」(@第63回応用物理学会春季学術講演会)
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of electrically active defects in epitaxial GeSn/n-Ge junctions2015

    • 著者名/発表者名
      W. Takeuchi, Y. Inuzuka, T. Asano, M. Sakashita, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 学会等名
      International Symposium on EcoTopia Science 2015 (ISETS '15)
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ge1−xSnxエピタキシャル層中における欠陥形成に対する Sn 組成の影響2015

    • 著者名/発表者名
      浅野孝典, 柴山茂久, 竹内和歌奈, 坂下満男, 中塚理, 財満鎭明
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Transformation of Defects Structure in Germanium by Sn Ion Implantation2015

    • 著者名/発表者名
      W. Takeuchi, N. Taoka, M. Sakashita, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 学会等名
      International Union of Materials Research Societies - International Conference in Asia 2014 (IUMRS-ICA 2014)
    • 発表場所
      Fukuoka,Japan
    • 年月日
      2015-08-24 – 2015-08-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of Deep-level Defects in Epitaxial Ge1-xSnx/Ge structure2015

    • 著者名/発表者名
      W. Takeuchi, T. Asano, Y. Inuzuka, M. Sakashita, O. Nakatsuka and S. Zaima
    • 学会等名
      JSPS International Core-to-Core Program Workshop Atomically Controlled Processing for Ultra-large Scale Integration
    • 発表場所
      フランス
    • 年月日
      2015-07-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ge1-xSnxエピタキシャル層中の欠陥へ及ぼす熱処理の効果2015

    • 著者名/発表者名
      浅野孝典, 柴山茂久, 竹内和歌奈, 坂下満男, 中塚理, 財満鎭明
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会(SDM)
    • 発表場所
      日本
    • 年月日
      2015-06-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of Electrically Active Defects in Ge1-xSnx Epitaxial Layers2015

    • 著者名/発表者名
      T. Asano, S. Shibayama, W. Takeuchi, M. Sakashita, O. Nakatsuka, S. Zaima
    • 学会等名
      The 9th International Conference On Silicon Epitaxy And Heterostructures (ICSI-9)
    • 発表場所
      Canada
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Characterization of Crystallinity of Ge1-xSnx Epitaxial Layers Grown by using Metal-Organic Chemical Vapor Deposition2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Inuzuka, S. Ike, T. Asano, W. Takeuchi, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 学会等名
      The 9th International Conference On Silicon Epitaxy And Heterostructures (ICSI-9)
    • 発表場所
      Canada
    • 年月日
      2015-05-17 – 2015-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Control of Electrically Active Defects in Ge1-xSnx Epitaxial Layers2015

    • 著者名/発表者名
      T. Asano, S. Shibayama, W. Takeuchi, M. Sakashita, O. Nakatsuka, S. Zaima
    • 学会等名
      The 9th International Conference On Silicon Epitaxy And Heterostructures (ICSI-9)
    • 発表場所
      カナダ
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Crystallinity of Ge1-xSnx Epitaxial Layers Grown by using Metal-Organic Chemical Vapor Deposition2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Inuzuka, S. Ike, T. Asano, W. Takeuchi, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 学会等名
      The 9th International Conference On Silicon Epitaxy And Heterostructures (ICSI-9)
    • 発表場所
      カナダ
    • 年月日
      2015-05-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrically-Active Defects in Ge1-xSnx Epitaxtial Layer2015

    • 著者名/発表者名
      W. Takeuchi, T. Asano, M. Sakashita, O. Nakatsuka, S. Zaima
    • 学会等名
      ISPlasma 2015 / IC-PLANTS 2015
    • 発表場所
      Japan
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ge1-xSnxエピタキシャル層中の電気的活性な欠陥の挙動2015

    • 著者名/発表者名
      竹内和歌奈, 浅野孝典, 坂下満男, 中塚理, 財満鎭明
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス、日本
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Behaviors of tin related defects in Sb doped n-type germanium2015

    • 著者名/発表者名
      W. Takeuchi, N. Taoka, M. Sakashita, O. Nakatsuka and S. Zaima
    • 学会等名
      8th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics and JSPS Core-to-Core Program Joint Seminar "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      Japan
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Sbドープn型Ge中のSn関連欠陥の挙動2014

    • 著者名/発表者名
      竹内和歌奈, 田岡紀之, 坂下満男, 中塚理, 財満鎭明
    • 学会等名
      第14回日本表面科学会中部支部 学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学、日本
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Hydrogen Surfactant Epitaxy of Ge1-xSnx Layers2014

    • 著者名/発表者名
      T. Asano, N. Taoka, K. Hozaki, W. Takeuchi,M. Sakashita, O. Nakatsuka, and S. Zaima
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program Workshop "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration"
    • 発表場所
      Belgium
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ge1-xSnxエピタキシャル成長における水素サーファクタント導入の効果2014

    • 著者名/発表者名
      浅野孝典, 田岡紀之, 保崎航也, 竹内和歌奈, 坂下満男, 中塚理, 財満鎭明
    • 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、日本
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 有機金属化学気相蒸着法によるGe1-xSnx薄膜成長2014

    • 著者名/発表者名
      犬塚雄貴, 池進一, 浅野孝典, 竹内和歌奈, 中塚理, 財満鎭明
    • 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、日本
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Impact of Hydrogen Surfactant Epitaxy and Annealing on Crystallinity of Epitaxial Ge1-xSnx Layers2014

    • 著者名/発表者名
      T. Asano, N. Taoka, K. Hozaki, W. Takeuchi, M. Sakashita, O. Nakatsuka and S. Zaima
    • 学会等名
      2014 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2014)
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Ge1-xSnxエピタキシャル成長における積層欠陥構造の制御2014

    • 著者名/発表者名
      浅野孝典, 田岡紀之, 中塚理, 財満鎭明
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会(SDM)
    • 発表場所
      名古屋大学、日本
    • 年月日
      2014-06-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] n型Ge単結晶中におけるSnと空孔関連欠陥との相互作用2014

    • 著者名/発表者名
      竹内和歌奈, 田岡紀之, 坂下満男, 中塚理, 財満鎭明
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会(SDM),電子デバイス研究会(ED),電子部品・材料研究会(CPM)共催
    • 発表場所
      名古屋大学、日本
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学財満・中塚研究室

    • URL

      http://alice.xtal.nagoya-u.ac.jp/zaimalab/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院 工学研究科 結晶材料工学専攻 財満研究室

    • URL

      http://alice.xtal.nagoya-u.ac.jp/zaimalab/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-05-15  

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