研究課題
基盤研究(C)
本研究では、Si系電気・光集積回路の実現を目指し、直接遷移型シリサイド半導体(β-FeSi_2)を高品質形成すると共に、格子歪み制御による発光の高効率化と波長多重化を探索した。β-FeSi_2は、Si-ULSI製造プロセスとの整合性が高い。その為、化合物半導体では困難であった、ULSIとモノリシックに融合しうる発受光デバイスの基盤材料として、期待が高まっている半導体である。まず、分子ビームエピタキシー法、反応性堆積エピタキシー法を用い、Si上におけるβ-FeSi_2成長過程を比較検討した。その結果、反応性堆積エピタキシー法を用いれば、多結晶化が抑制され、エピタキシャル成長が容易になることが明らかとなった。ラマン散乱分光法を用いて格子歪みを検討した結果、形成層には応力が印加されている事、応力の大きさは成膜手法及びSi基板面方位に依存する事が明らかとなった。次に、[a-Si/a-Fe_<0.4>Si_<10.5>Ge_<0.1>]n/c-Si積層構造の固相成長を検討し、歪β-FeSi_2層(歪量:約0.5%)が形成できる事を明らかにした。この結果は、Ge導入によりβ-FeSi_2の格子歪制御が可能である事を示す成果である。この手法により形成した歪β-FeSi_2層の結晶性を電子顕微鏡法により詳細に検討し、歪β-FeSi_2層の形成には、熱処理温度を700℃とする必要がある事、750℃以上の熱処理では、SiとGeが優先的に化合してSiGeを形成し、Fe原子の析出が生じる事を明らかにした。更に、エネルギーギャップ等の光学的諸特性を詳細に検討し、発光デバイス材料としての可能性を検証した。
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Jpn. J. Appl. Phys. 45(4B)
ページ: 3598-3600
Jpn.J.Appl.Phys. 45(4B)
Tech. Dig. 2004 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Application of Advanced Semiconductor Devices
ページ: 27-30
電子情報通信学会技報 2005-13
ページ: 23-26
ページ: 243-246
Applied Surface Science 237
ページ: 146-149
Jpn.J.Appl.Phys. 43(4B)
ページ: 1879-1881
Thin Solid Films 461
ページ: 68-71
ページ: 77-80
Applied Surface Science 2372
