2001 年度実績報告書

シングルイオン注入法による半導体電気的特性ゆらぎ抑制に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号	12555092
研究機関	早稲田大学
研究代表者	大泊巌早稲田大学, 理工学部, 教授 (30063720)
研究分担者	豊島義明株式会社東芝セミコンダクター社, マイクロエレクトロニクス技術研究所, 主査品田賢宏早稲田大学, 理工学部, 助手 (30329099)
キーワード	シングルイオン注入法 / 集束イオンビーム / 液体金属イオン源 / 不純物ゆらぎ / 同時ドーピング / ELTRAN / ドーパント原子配列 / 極微半導体
研究概要	本研究2年目は、初年度に照準精度が大幅に改善されたシングルイオン注入装置、ならびに基板中に薄いシリコン伝導層を有するSeparation by Implanted Oxyen(SIMOX)およびEpitaxial Layer TRANsfer(ELTRAN)ウエハを加工して作製した極微抵抗体を用いて、以下の研究項目に取り組んだ。 (1)ドーパント原子の2次元配列改良シングルイオン注入装置を用いて固体中にシングルイオンを1個ずつ格子状に注入し、ドーパント原子を2次元的に配列させた。これをナノドーパント配列(Nano Dopant Array: NDA)と名付けた。原子あるいは分子がドナーおよびアクセプターのクーロンポテンシャルがつくる局所的表面改質領域に選択的に吸着することが期待され、伝導キャリアと吸着原子あるいは分子との相互作用に基づく新しい機能素子の検討を開始した。 (2)極微半導体における不純物原子位置と電気的特性の相関従来、不純物原子は均一に分布すると考えてきた半導体物理において、不純物原子の個数と位置を制御するという概念を導入するべく、極微抵抗体中の不純物原子位置の電気的特性への影響を調査した。注入個数は同じであるにもかかわらず、不純物原子を規則的に配列した抵抗体の電気伝導度が、ランダムに配置した場合と比較して、高くなるという傾向を掴んだ。現在、不純物原子位置の電気伝導への影響が顕著に現れるより確かな実験的証拠を得るべく、低温における特性評価を検討している。 (3)p型n型ドーパント同時ドーピング用液体金属イオン源の開発 p型n型ドーパントを同時ドーピングによるクーロン散乱の抑制効果を狙った金属シリコン細線の実現のためには、ドナーとアクセプターを隣接させる必要があり、従来法では高濃度にドーピングする方法しかなかった。これに対し、シングルイオン注入法では、ドーパント原子の精密な位置制御が可能であり、より低濃度での同時ドーピング効果が期待できる。ドーパントとしてP, In, Sb原子に注目し、初年度に開発したAu-In-SbおよびIn-P-Pt型に加えて、新たにCu-P-Pt-InならびにAu-Ge-Sb型液体金属イオン源を開発した。従来のイオン源では、イオンビーム強度に問題があったが、今回所望の原子の全てのイオン放出が十分な強度に達したことを確認した。現在、各イオンを単独で打ち込んだ場合の電気的活性化条件を評価中である。

研究成果
(9件)

すべてその他

すべて文献書誌 (9件)

[文献書誌] Koh M, Goto T, Sugita A, Tanii T, Iida, T, Shinada T, Matsukawa T, Ohdomari I: "Novel process for high-density buried nanopyramid array fabrication by means of dopant ion implantation and wet etching"JJAP. 40巻4B号. 2837-2839 (2001)
[文献書誌] Tatsumura K, Watanabe T, Hara K, Hoshino T, Ohdomari I: "Nucleation site of Cu on the H-terminated Si(111) surface"Phys. Rev. B. 6411巻11号. 5406 (2001)
[文献書誌] Tanii T, Goto T, Iida, T, Koh-Masahara M, Ohdomari I: "Fabrication of adenosine triphosphate-molecule recognition chip by means of bioluminous enzyme luciferase"JJAP. Lett.. 40巻10B号. L1135-L1137 (2001)
[文献書誌] Tanii T, Goto T, Iida T, Koh-Masahara M, Ohdomari I: "Simple Fabrication of Silicon Nanopyramids for High Performance Field Emitter Array"ABSTRACT OF THE 2000 INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE DEVICES AND MATERIALS. 578-579 (2001)
[文献書誌] Shimada K, Ishimaru T, Yamawaki T, Uchigasaki M, Tomiki K, Matsukawa T, Ohdomari I: "High-temperature real-time observation of surface defects induced by single ion irradiation using scanning-tunneling-microscope/ion-gun combined system"JVST B. 19巻5号. 1989-1994 (2001)
[文献書誌] Watanabe T, Tatsumura K, Kajimoto A, Inaba Y, Ogura K, Ohdomari I: "Initial Oxidation Process of Si(001) Simulated by Using a Parallel PC System"SEMICONDUCTORTECHNOLOGY 1. 242-246 (2001)
[文献書誌] 渡邉孝信, 辰村光介, 大泊巌: "分子動力学法によるシリコン酸化膜の大規模モデリング"表面科学. 23巻2号. 74-80 (2001)
[文献書誌] 大泊巌, 逢坂哲彌, 川原田洋, 西出宏之, 庄子習一, 堀越佳治, 大場一郎, 船津高志, 栗原進, 黒田一幸他: "モノ知りシリーズトコトンやさしいナノテクノロジーの本"日刊工業新聞社. 160 (2002)
[文献書誌] 大泊巌, 大槻義彦, 加藤諦三, 松本和子, 尾島俊雄, ピーター・フランクル, 梅津光生, 伊藤滋他: "理工文化のすすめ"東洋経済新聞社. 221 (2002)

2001 年度 実績報告書

シングルイオン注入法による半導体電気的特性ゆらぎ抑制に関する研究

研究代表者

大泊 巌 早稲田大学, 理工学部, 教授 (30063720)

研究成果

[文献書誌] Koh M, Goto T, Sugita A, Tanii T, Iida, T, Shinada T, Matsukawa T, Ohdomari I: "Novel process for high-density buried nanopyramid array fabrication by means of dopant ion implantation and wet etching"JJAP. 40巻4B号. 2837-2839 (2001)

[文献書誌] Tatsumura K, Watanabe T, Hara K, Hoshino T, Ohdomari I: "Nucleation site of Cu on the H-terminated Si(111) surface"Phys. Rev. B. 6411巻11号. 5406 (2001)

[文献書誌] Tanii T, Goto T, Iida, T, Koh-Masahara M, Ohdomari I: "Fabrication of adenosine triphosphate-molecule recognition chip by means of bioluminous enzyme luciferase"JJAP. Lett.. 40巻10B号. L1135-L1137 (2001)

[文献書誌] Tanii T, Goto T, Iida T, Koh-Masahara M, Ohdomari I: "Simple Fabrication of Silicon Nanopyramids for High Performance Field Emitter Array"ABSTRACT OF THE 2000 INTERNATIONAL CONFERENCE ON SOLID STATE DEVICES AND MATERIALS. 578-579 (2001)

[文献書誌] Shimada K, Ishimaru T, Yamawaki T, Uchigasaki M, Tomiki K, Matsukawa T, Ohdomari I: "High-temperature real-time observation of surface defects induced by single ion irradiation using scanning-tunneling-microscope/ion-gun combined system"JVST B. 19巻5号. 1989-1994 (2001)

[文献書誌] Watanabe T, Tatsumura K, Kajimoto A, Inaba Y, Ogura K, Ohdomari I: "Initial Oxidation Process of Si(001) Simulated by Using a Parallel PC System"SEMICONDUCTORTECHNOLOGY 1. 242-246 (2001)

[文献書誌] 渡邉孝信, 辰村光介, 大泊巌: "分子動力学法によるシリコン酸化膜の大規模モデリング"表面科学. 23巻2号. 74-80 (2001)

[文献書誌] 大泊巌, 逢坂哲彌, 川原田洋, 西出宏之, 庄子習一, 堀越佳治, 大場一郎, 船津高志, 栗原進, 黒田一幸他: "モノ知りシリーズ トコトンやさしいナノテクノロジーの本"日刊工業新聞社. 160 (2002)

[文献書誌] 大泊巌, 大槻義彦, 加藤諦三, 松本和子, 尾島俊雄, ピーター・フランクル, 梅津光生, 伊藤滋 他: "理工文化のすすめ"東洋経済新聞社. 221 (2002)

2001 年度実績報告書

大泊巌早稲田大学, 理工学部, 教授 (30063720)

[文献書誌] 大泊巌, 逢坂哲彌, 川原田洋, 西出宏之, 庄子習一, 堀越佳治, 大場一郎, 船津高志, 栗原進, 黒田一幸他: "モノ知りシリーズトコトンやさしいナノテクノロジーの本"日刊工業新聞社. 160 (2002)

[文献書誌] 大泊巌, 大槻義彦, 加藤諦三, 松本和子, 尾島俊雄, ピーター・フランクル, 梅津光生, 伊藤滋他: "理工文化のすすめ"東洋経済新聞社. 221 (2002)