| 研究課題/領域番号 |
16360005
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
酒井 朗 名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20314031)
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| 研究分担者 |
財満 鎮明 名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (70158947)
中塚 理 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助手 (20334998)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | 結晶工学 / 結晶成長 / 格子欠陥 / 半導体物性 / 電子顕微鏡 / シリコン / ゲルマニウム / 歪構造 |
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| 研究概要 |
本研究では、超高速電子デバイス等への適用に資する、超均一歪場を有するIV族系半導体ヘテロエピタキシャル薄膜を作製するために、歪系ヘテロ界面における格子不整合転位種の特定と導入機構の操作に基づいた薄膜結晶の変形制御プロセスの開発を目的として研究を行った。その結果、以下の成果を得た。
(1)Si(001)基板上におけるSiGeおよびGeエピタキシャル多層膜における界面の転位および薄膜の結晶歪構造を詳細に解明し、刃状転位によって支配的に歪み緩和したGe層のモザイシティが小さいことを明らかにした。
(2)刃状転位で歪緩和したSi基板上のGe層を固相拡散させることで、刃状転位ネットワークで支配的に歪緩和した、モザイシティの小さいSiGe層の形成に成功した。
(3)Mis-orientationの異なるSi基板上のGe層の転位、歪構造を詳細に観察した。Si層に対するGe層の微傾斜がSi表面のステップ間隔に依存することを示し、Ge層のモザイシティの低減にはMis-orientationの小さい基板の利用が有効であることを示した。
(4)Si基板上にGeハットクラスタを初期形成した表面を起点としてエピタキシャル成長したGe層の、転位および歪構造を調べた。本手法による刃状転位の導入促進によって、不規則な60°転位の導入を抑制し、Ge層のモザイシティを低減できることを示した。
(5)様々な方法で歪緩和させたSi基板上のSiGe薄膜に対して、X線マイクロ回折法を用いることで、マイクロメートルサイズの局所領域における結晶歪構造を観察した。その結果、60°転位で支配的に緩和したSiGe層においては、マイクロメートルオーダのモザイク構造が存在し、歪分布の局所的な揺らぎが存在することを見出した。
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