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2008 年度 実績報告書

同位体ナノ薄膜作製による高精度なドーピング手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18651063
研究機関独立行政法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

山本 博之  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (30354822)

研究分担者 山口 憲司  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (50210357)
大場 弘則  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (60354817)
山田 洋一  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 博士研究員 (20435598)
キーワードナノ材料 / 量子ビーム / 同位体 / ドーピング / 核変換
研究概要

^<30>Siは中性子照射に伴う核変換によりPを生成することから同位体を優れたドーパントとして機能させることが可能である。同時にこれらの素材を数nm程度まで薄膜化し、急峻な界面を作製すればナノ領域における電気特性の制御が期待される。本年度は結晶性の差異が電気特性に大きく影響することから作製する薄膜の結晶性を向上させ物性を改善させることに重点を置いて研究を進め、通常より高いRF周波数を発生させることのできる化学気相蒸着装置(CVD)を用いて以下の検討を行い、良好な結果を得た。
成膜では、2.45GHzマイクロ波加熱リモート型CVD装置を用い、H_2/SiF_4流量比を2〜10とし、基板温度を300〜750℃の範囲で変化させた条件下で試みた。薄膜の評価はX線回折法、透過型電子顕微鏡(TEM)および二次イオン質量分析法を用いて行った。^<30>Siを26%程度に濃縮したSiF_4を用い、H_2/SiF_4比25、成膜時の圧力2Torr、基板温度を450℃としてSi(111)基板上に2.5時間成膜した試料についてX線回折法により評価を行った結果、基板上に極めて配向性の高いSi薄膜が得られていることが明らかとなった。TEMによる断面観察の結果から、5μmの均一な膜厚であり、かつ膜のほぼ全体にわたって良好な結晶性を持っていることが確認された。膜中の同位体比もほぼ原料気体と一致しており、本条件で高品質な同位体濃縮薄膜が得られたことがわかった。この方法で得られた膜を用いて、これまで結晶性の問題により有為な差の認められなかったドーピング特性変化が明らかになるものと考えられる。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Controlling the surface chirality of Si(110)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, A. Girard. H. Asaoka, H. Yamamoto, S. Shamoto
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 77

      ページ: 153305

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface preparation and characterization of single crystalline β-FeSi_22008

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamada, I. Wakaya, S. Ohuchi, H. Yamamoto, H. Asaoka, S. Shamoto, H. Udono
    • 雑誌名

      Surf. Sci. 602

      ページ: 3006-3009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The synthesis and structure of suspended ultra-thin Si_3N_4 nanosheets2008

    • 著者名/発表者名
      T. Taguchi, H. Yamamoto, S. Shamoto
    • 雑誌名

      Nanotechnology 19

      ページ: 485601

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Si(110)-16x2単一ドメイン表面の作製2008

    • 著者名/発表者名
      山田洋一, A. Girard, 朝岡秀人, 山本博之, 社本真一
    • 雑誌名

      表面科学 29

      ページ: 401-406

    • 査読あり
  • [学会発表] 同位体選択的赤外多光子解離されたフロロシランからの同位体濃縮Si薄膜の作製2008

    • 著者名/発表者名
      大場弘則, 鈴木裕, 江板文孝, 田口富嗣, 山田洋一, 山本博之, 横山淳
    • 学会等名
      第49回真空に関する連合講演会
    • 発表場所
      松江
    • 年月日
      2008-10-30
  • [学会発表] Depth profiling of oxidized surface of stainless steel by synchrotron radiation excited X-ray photoelectron spectroscopy2008

    • 著者名/発表者名
      F. Esaka, H. Yamamoto, M. Sasase, M. Magara, N. Shinohara
    • 学会等名
      The 4th Vacuum and Surface Sciences Conference of Asia and Australia (VASSCAA-4)
    • 発表場所
      Matsue
    • 年月日
      2008-10-29
  • [学会発表] 量子ビームによる鉄鋼試料表面の非破壊深さ方向分析2008

    • 著者名/発表者名
      山本博之, 山田洋一, 松江秀明, 曽山和彦, 江坂文孝, 笹瀬雅人
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第156回秋季講演大会・討論会
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2008-09-23
  • [学会発表] β-FeSi_2ホモエピタキシャル成長初期における成膜条件の検討2008

    • 著者名/発表者名
      若谷一平, 落合城仁, 鵜殿治彦, 山田洋一, 山本博之, 江坂文孝
    • 学会等名
      2008年秋季、第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-03
  • [学会発表] β-FeSi_2とSiの共析混合物の作製と近赤外PL発光2008

    • 著者名/発表者名
      阿久津恵一, 原嘉昭, 中岡鑑一郎, 山本博之
    • 学会等名
      2008年秋季、第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井
    • 年月日
      2008-09-03
  • [学会発表] Nanostructural observation of interface between β-FeSi_2 thin films and Si or silicon-on-insulator substrates2008

    • 著者名/発表者名
      M. Sasase, A. Zhuravlev, K. Shimura, K. Yamaguchi, H. Yamamoto, S. Shamoto, T. Terai, K. Hojou
    • 学会等名
      16th International Conference on Ion Beam Modification of Materials (IBMM 2008)
    • 発表場所
      Dresden
    • 年月日
      2008-09-01
  • [産業財産権] Si(110)表面の一次元ナノ構造及びその製造方法2008

    • 発明者名
      山田洋一, 朝岡秀人, 山本博之, 社本真一
    • 権利者名
      山田洋一, 朝岡秀人, 山本博之, 社本真一
    • 産業財産権番号
      特願2008-182426
    • 出願年月日
      2008-08-13

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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