超高周波フォノンによるシリコン中の酸化誘起積層欠陥に関する研究

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08455149
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 九州工業大学
• 研究代表者: 宮里 達郎 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (90029900)
• 研究分担者: 孫 勇 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (60274560) ; 浅野 種正 九州工業大学, マイクロ化総合技術センター, 教授 (50126306)
• キーワード: 超高周波パルスフォノン / シリコン結晶 / 微細加工技術 / 超伝導薄膜ボロメータ / 顆粒状アルミ薄膜 / デコンボリューション / 真のエコーシグナル

研究概要

本研究は、極めて狭い(数ナノ秒の)パルス幅の超高周波パルスフォノンを用いて、その散乱、吸収、モード変換、及びそれらの周波数依存性(パルス電圧依存性)から、シリコン結晶中の、極めて小さな「空間」の状態を調べることを目的とするのであるが、その「空間分解能」を高くするには、ヒーター、ボロメータのサイズを、半導体の微細加工技術を用いて、「極限まで」小さくすると共に、このパルス幅も「極限まで」狭くせねばならない。そのためには更に克服すべき幾つかの問題があることが分かった。
先ず、超伝導薄膜ポロメータの感度と再現性を高めるために、蒸着装置の到達真空度を上げ、蒸着時に導入する酸素ガスを高純度にし、蒸着時の基盤温度や蒸着速度を正確に制御するなど、顆粒状アルミ薄膜作製技術の改良を行なった結果、大幅な改善がなされた。
さらに、この超伝導薄膜ボロメータが、本来持っている有限の熱容量や熱伝導度、電気容量、電気抵抗、回路に流す定電流による発熱などによって生ずる「真のフォノン到達に対する応答の遅れ」が数十ナノ秒となり、ヒーターに加えるパルス電流幅よりも大きくなることに対し、このボロメータによって得られたエコーシグナルについて数値計算によるデコンボリューションを行い、数ナノ秒の幅のヒートパルスフォノンに対する「真のエコーシグナル」を導出するための基礎研究・実験を行い、ほぼ満足出来る結果が得られるようになった。

研究成果

• [文献書誌] Y.Sun,T.Miyasato & J.K.Wigmore.: "*Possible Origin for (110)-Oriented Growth of Grains in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Films." Appl.Phys.Lett.Vol.70. 508-510 (1997)
• [文献書誌] N.Sonoda,Y.Sun & T.Miyasato.: "*Evidence for the Appearance of Carbon-Rich Layer at the Interface of SiC Film/Si Substrate." J.Vac.Sci.Technol.A.Vol.15. 18-20 (1997)
• [文献書誌] N.Sonoda,Y.Sun & T.Miyasato.: "*Low Temperature Growth of Oriented SiC on Si by Reactive Hydrogen Plasma Sputtering Technique." Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35. L1023-L1026 (1996)
• [文献書誌] Kozorezov,Wigmore,Miyasato,Strickland: "*Heat Pulse Scattering from Rough Surfaces with Long-range Irregularity." Physica B. 219&220. 748-750 (1996)
• [文献書誌] Y.Sun,R.Nishitani & T.Miyasato.: "*Study of H-Ion Bombardment Effect on the Growth of Si : H Films Prepared by H_2 Plasma Sputtering of Si." Jpn.J.Appl.Phys.Vol.35. L869-L872 (1996)
• [文献書誌] Kozorezov,T.Miyasato K.Wigmore.: "*Heat Pulse Scattering at Rough Sruface : Reflection." J.Phys. : Condens.Matter. Vol.8. 1-14 (1996)