| 研究課題/領域番号 |
11232203
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
安田 幸夫 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60126951)
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| 研究分担者 |
酒井 朗 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20314031)
財満 鎭明 名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (70158947)
畑 朋延 金沢大学, 工学部, 教授 (50019767)
中塚 理 名古屋大学, 理工科学総合研究センター, 助手 (20334998)
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| キーワード | シリコンゲルマニウム / バッファ層 / 歪緩和 / 2次元逆格子マッピングX線回折法 / 熱電効果 / Bの高濃度ドープ / シリコンゲルマニウムカーボン / 走査トンネル顕微鏡 |
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| 研究概要 |
Si基板上SiGe、Ge、SiGeC薄膜の作製プロセス技術の開発を進め、以下の研究成果を得た。
1.歪緩和SiGeバッファ層の作製において、効率良く歪緩和させる成膜プロセスの開発を行った。SiGe/Si(001)界面に5nm厚以下のGe界面層を形成し、それが上部SiGe層の歪緩和挙動に与える効果を、2次元逆格子マッピングX線回折法によって調べた。その結果、界面層厚の増加に伴い、界面に平行な[110]方向及びそれに垂直な[001]方向の両方に対して歪緩和率が上昇することがわかった。これは、Ge界面層がない場合に[110]歪緩和が容易に進行しない結果と対象的であり、完全歪緩和SiGe層の作製におけるGe界面層の有効性が示された。
2.Ge層にBを高濃度(5〜10%)ドープしたSi/GeB超格子構造が1mV/Kという非常に大きいゼーベック係数(熱電効果)を示すことを発見し、初期研究計画と平行してSiGeの熱電材料としての応用を検討した。超格子構造の作製温度を変えて試料を作製したところ、温度上昇による周期構造の乱れとともにゼーベック係数が低下することから、周期構造が特性決定に重要な役割を果たすことがわかった。また抵抗率が0.1Ωcmと比較的低く、高効率熱電変換素子への応用が期待される。
3.固体ソース分子線成長とその場走査トンネル顕微鏡観察によって、高C濃度SiGeC膜の成長過程における原子オーダーでの反応機構を調べた。Si(001)表面上にあらかじめ1原子層のSi_<1-x>Ge_x中間層を形成し、中間層のGe組成を変化させた各場合での上部SiGeC膜の表面粗さを測定した。その結果、Ge組成に最適値(x=0.78)が存在し、8%のC濃度においても膜の凝集が抑えられることを確認した。表面には下地ダイマー欠損列に沿ったvalley構造が形成され、膜内の歪が表面で緩和されていることがわかった。
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