| 研究課題/領域番号 |
05237102
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| 研究種目 |
重点領域研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
清水 勇 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (40016522)
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| 研究分担者 |
小田 俊理 東京工業大学, 量子エレクトロニクス研究センター, 教授 (50126314)
板谷 謹悟 東北大学, 工学部, 教授 (40125498)
松田 彰久 電子技術総合研究所, 室長
広瀬 全孝 広島大学, 工学部, 教授 (10034406)
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| 研究期間 (年度) |
1993 – 1995
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| キーワード | メゾスコピック構造 / 半導体 / その場観察 / 表面反応 / シリコン / 分光エリプソメトリー / STM-AFM / 量子サイズ効果 |
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| 研究概要 |
半導体物質であるシリコンを中心にそのメゾスコピック構造形成プロセスを高精細に制御するために、分光エリプソメトリー、FTIR-ATR、STM-AFM(電気化学的制御)、IR-RASなどの「その場観測」の情報をもとにして、フリーラジカルによる表面化学反応の制御を試みた。得られた主な成果を列挙すると:(1)分光エリプソメトリーによるその場観測と水素原子など、活性化学種による化学アニーリング効果により、高品質アモルファス・シリコンの光学ギャップを1.55eV-2.10eVまでの広い領域で制御する中距離構造制御法を開発した。(2)フッ素と水素の関与する表面化学反応を制御し、400℃以下の温度でガラス基板上に高品質多結晶シリコン薄膜を制御する新技術を開発した。(3)-110℃の低温基板上にプラズマで生成されたシリルラジカルから流動性の高いポリマー状薄膜を形成し、nanometerサイズの形状を持つシリコン微細構造形成プロセスを開発すると共に、その表面反応過程をFTIR-ARTによるその場観測結果から解析した。(4)シランのプラズマ分解で生成されるフリーラジカルの定量的把握と表面化学反応の制御の系統的検討結果より、アモルファス・シリコン薄膜の欠陥消滅機構、およびキャリアー移動度の改善のための構造制御を可能にした。(5)シリコン結晶(111),(110)のHF,NH_4F溶液による化学エッチング機構について、電気化学的に制御されたSTM-AFMによる原子オーダー観測結果の解析から、反応優先サイトを解明すると共に、高性能化学エッチング技術を開拓した。(6)AFMカンチレバ-を使った機械的原子操作と水素原子による構造制御を併用し、nanometerサイズのシリコン結晶を指定位置に生成する方法を開発し、一電子トンネル効果、可視光発光など量子ドット効果を確認した。
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