IV族系量子デバイス製作のための原子層制御プラズマプロセスの構築

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18063001
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 櫻庭 政夫 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (30271993)
• 研究分担者: 室田 淳一 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: 量子へテロ構造 / プラズマ / エピタキシャル成長 / 原子層制御 / IV族半導体

研究概要

基板非加熱ECR Arプラズマ照射下での原料ガスの表面反応により、原子オーダ平坦性を有するナノメートルオーダ厚さの高度歪Ge形成、並びに、高度歪SiやB原子層ドープSiの形成に成功した。そして、IV族エピタキシャル成長におけるプラズマの低エネルギー化の推進は、Arプラズマ照射によるプラズマ損傷やB還元脱離の問題を抑制し、高度歪導入とB原子層ドーピングの超高濃度化のために極めて重要であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Electrical Characteristics of Thermal CVD B-Doped Si Films on Highly Strained Si Epitaxially Grown on Ge(100) by Plasma CVD without Substrate Heating (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawara、M. Sakuraba, J. Murota
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol.518 ページ: S57-S61
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heavy B Atomic-Layer Doping in Si Epitaxial Growth on Si(100) Using Electron-Cyclotron-Resonance Plasma CVD (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Nosaka、M. Sakuraba、B. Tillack, J. Murota
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol.518 ページ: S140-S142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improvement in Negative Differential Conductance Characteristics of Hole Resonant-Tunneling Diodes with High Ge Fraction Si/Strained Si1-xGex/Si(100) Heterostructure (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Seo、K. Takahashi、M. Sakuraba, J. Murota
  • 雑誌名: Solid-State Electron Vol.53 ページ: 912-915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Very Low-Temperature Epitaxial Growth of Silicon and Germanium Using Plasma-Assisted CVD (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba, D. Muto, M. Mori, K. Sugawara, J. Murota
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol.517 ページ: 10-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of Ge Fraction Modulation upon Electrical Characteristics of Hole Resonant Tunneling Diodes with Si/Strained Si1-xGex/Si(100) Heterostructure (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Seo、M. Sakuraba, J. Murota
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol.517 ページ: 110-112
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrical Characteristics of Hole Resonant Tunneling Diodes with High Ge Fraction (x>0. 4) Si/Strained Si1-xGex/Si(100) Heterostructure (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Seo、M. Sakuraba, J. Murota
  • 雑誌名: Appl. Surf. Sci Vol.254 ページ: 6265-6267
• [雑誌論文] Fabrication of Hole Resonant Tunneling Diodes with Nanometer Order Heterostructures of Si/Strained Si1-xGex Epitaxially Grown on Si(100) (Invited Paper) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba、R. Ito、T. Seo, J. Murota
  • 雑誌名: ECS Trans Vol.11 ページ: 131-139
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hole tunneling properties in resonant tunneling diodes with Si/Strained Si0. 8Ge0. 2 heterostructures grown on Si(100) by low-temperature ultraclean LPCVD (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Ito, M. Sakuraba, J. Murota
  • 雑誌名: Semicond. Sci. Technol Vol.22 ページ: S38-S41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epitaxial growth of highly strained Si on relaxed Ge/Si(100) using ECR plasma CVD without substrate heating (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawara, M. Sakuraba, J. Murota
  • 雑誌名: Semicond. Sci. Technol Vol.22 ページ: S42-S45
  • 査読あり
• [学会発表] Epitaxial Growth of Group IV Semiconductor Nanostructures Using Atomically Controlled Plasma Processing (Invited Paper) (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba、T. Nosaka、K. Sugawara, J. Murota
  • 学会等名: 5th Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20100129-20100130
• [学会発表] Mobility Enhancement by Highly Strained Si on Relaxed Ge(100) Buffer Grown by Plasma CVD (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawara, M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 5th Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20100129-20100130
• [学会発表] Resonant Tunneling Diodes with Highly Strained Heterostructures of Si/Si1-xGex Epitaxially Grown on Si(100) (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 2nd French Research Organizations-Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20091129-20091203
• [学会発表] Atomically Controlled Plasma Processing for Epitaxial Growth of Group IV Semiconductor Nanostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawara、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 2nd French Research Organizations-Tohoku University Joint Workshop on Frontier Materials
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20091129-20091203
• [学会発表] Atomically Controlled Plasma Processing for Epitaxial Growth of Group IV Semiconductor Nanostructures (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba, K. Sugawara, J. Murota
  • 学会等名: Symp. E10: ULSI Process Integration 6、(216th Meeting of the Electrochem. Soc. )
  • 発表場所: Vienna、Austria
  • 年月日: 20091004-20091009
• [学会発表] Resonant Tunneling Diodes with Highly Strained Heterostructures of Si/Si1-xGex Epitaxially Grown on Si(100) (Invited Paper) (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 1st Int. Workshop on Si Based Nano-Electronics and -Photonics (SiNEP-09)
  • 発表場所: Vigo、Spain
  • 年月日: 20090920-20090923
• [学会発表] Electrical Characteristics of B-Doped Highly Strained Si Films Epitaxially Grown on Ge(100) Formed by Plasma CVD (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawara、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 6th Int. Conf. on Silicon Epitaxy and Heterostructures
  • 発表場所: Los Angeles、USA
  • 年月日: 20090517-20090522
• [学会発表] Heavily B Atomic-Layer Doping Characteristics in Si Epitaxial Growth on Si(100) Using Electron-Cyclotron-Resonance Ar Plasma (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nosaka、M. Sakuraba、B. Tillack, J. Murota
  • 学会等名: 6th Int. Conf. on Silicon Epitaxy and Heterostructures
  • 発表場所: Los Angeles、USA
  • 年月日: 20090517-20090522
• [学会発表] Heavily B Atomic-Layer Doping in Si Epitaxial Growth Using Electron-Cyclotron-Resonance Plasma (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nosaka、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: Int. Union of Mat. Res. Soc. - Int. Conf. in Asia 2008 (IUMRS-ICA 2008)
  • 発表場所: Nagoya、Japan
  • 年月日: 20081209-20081213
• [学会発表] Epitaxial Growth of Highly Strained B Doped Si on Relaxed Ge/Si(100) (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawara、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: Int. Union of Mat. Res. Soc. - Int. Conf. in Asia 2008 (IUMRS-ICA 2008)
  • 発表場所: Nagoya、Japan
  • 年月日: 20081209-20081213
• [学会発表] Fabrication of Hole Resonant Tunneling Diodes Utilizing Nanometer-Order Strained SiGe/Si(100) Heterostructures with High Ge Fraction (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba、R. Ito、T. Seo, J. Murota
  • 学会等名: 4th Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20080925-20080927
• [学会発表] Application of Relaxed Ge/Si(100) by ECR Plasma CVD to Highly Strained B Doped Si (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawara、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 4th Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20080925-20080927
• [学会発表] Epitaxial Growth of B Atomic-Layer Doped Si Film on Si(100) Using Electron-Cyclotron-Resonance Ar Plasma (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nosaka、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 4th Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20080925-20080927
• [学会発表] Hole Resonant Tunneling Diodes Utilizing High Ge Fraction (x>0. 5) Si/Strained Si1-xGex/Si(100) Heterostructure with Improved Performance at Higher Temperature above 200 K (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Takahashi、T. Seo、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 4th Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20080925-20080927
• [学会発表] Improvement in Negative Differential Conductance Characteristics of Hole Resonant Tunneling Diodes with High Ge Fraction Si/Strained Si1-xGex/Si(100) Heterostructure (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Seo、Takahashi, M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 4th Int. SiGe Technology and Device Meeting (ISTDM2008)
  • 発表場所: Hsinchu, Taiwan
  • 年月日: 20080511-20080514
• [学会発表] Electrical Characteristics of Hole Resonant Tunneling Diodes with High Ge Fraction (x>0. 4) Si/Strained Si1-xGex/Si(100) Heterostructure (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Seo、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 5th Int. Symp. Control of Semiconductor Interfaces (ISCSI-V)
  • 発表場所: Hachioji, Japan
  • 年月日: 20071112-20071114
• [学会発表] Characterization of Temperature-Dependent Hole Resonant Tunneling Properties with High Ge Fraction (x>0. 4) Si/Strained Si1-xGex/Si(100) Heterostructure (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Seo、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 3rd Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20071108-20071109
• [学会発表] Fabrication of Hole Resonant Tunneling Diodes with Nanometer Order Heterostructures of Si/Strained Si1-xGex Epitaxially Grown on Si(100) (Invited Paper) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba、R. Ito、T. Seo, J. Murota
  • 学会等名: Symp. E9: ULSI Process Integration 5 (212th Meeting of the Electrochem. Soc. )
  • 発表場所: Washington, DC、USA
  • 年月日: 20071007-20071012
• [学会発表] Very Low-Temperature Epitaxial Growth of Silicon and Germanium Using Plasma-Assisted CVD (Invited Paper) (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba、D. Muto、M. Mori、K. Sugawara、J. Murota
  • 学会等名: 5th Int. Conf. Silicon Epitaxy and Heterostructures (ICSI-5)
  • 発表場所: Marseille、France
  • 年月日: 20070520-20070524
• [学会発表] Impact of Ge Fraction Modulation upon Electrical Characteristics of Hole Resonant Tunneling Diodes with Si/Strained Si1-xGex/Si(100) Heterostructure (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Seo、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: 5th Int. Conf. Silicon Epitaxy and Heterostructures (ICSI-5)
  • 発表場所: Marseille, France
  • 年月日: 20070520-20070524
• [学会発表] Highly Strained-Si/Relaxed-Ge Epitaxial Growth on Si(100) by ECR Plasma CVD and Evaluation of Thermal Stability (2006)
  • 著者名/発表者名: K. Sugawara、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: Abstracts of 2nd Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20061002-20071003
• [学会発表] Electrical Characteristics of Hole Resonant Tunneling Diodes with High Ge Fraction Si/Strained Si1-xGex Heterostructures on Si(100) Grown by Low-Temperature Ultraclean LPCVD (2006)
  • 著者名/発表者名: T. Seo、M. Sakuraba, J. Murota
  • 学会等名: Abstracts of 2nd Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20061002-20061003
• [学会発表] Epitaxial Growth of Group IV Semiconductor in ECR Plasma Enhanced CVD (2006)
  • 著者名/発表者名: M. Sakuraba、D. Muto、M. Mori、K. Sugawara、J. Murota
  • 学会等名: Abstracts of 2nd Int. Workshop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
  • 発表場所: Sendai、Japan
  • 年月日: 20061002-20061003