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2009 年度 実績報告書

表面再構成制御成長法によるSi上InSb量子井戸作成とその超高速FETへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 19760233
研究機関富山大学

研究代表者

森 雅之  富山大学, 理工学研究部, 助教 (90303213)

キーワードInSb / ヘテロエピタキシャル / Si / 表面再構成制御成長法 / リソグラフィー / ラインアンドスペース
研究概要

昨年度は、表面再構成制御成長法を用いて作製したA1InSb層を利用して、量子井戸構造を作製しデバイス特性の測定を行ったが、A1InSb層のキャリア濃度が高く、ソース・ドレイン間の電流をゲートで夏で制御できなかった。この原因は、界面付近で発生した転位によるものと考えられる。そこで今年度は、界面付近転位を減少させるため、1層目の成長レートを下げることでマイグレーションを促進し、グレインサイズを大きくする試みを行った。A1InSb層の成長は比較的難しいため、InSbの成長で同様の試みを行った。1層目の蒸着レートを従来の6分の1に下げたところ、表面性、結晶性、電気的特性が改善した。特に電子移動度は38,000cm^2/Vsと従来の薄膜の2倍の値が得られた。今後、同様の成長方法がA1InSb薄膜の成長に応用できるか確認が必要と考えられる。
表面再構成制御成長法が応用できないSi(001)基板上へのInSb薄膜のヘテロエピタキシャル成長を試みた。1000Aの酸化膜が付いたSi(001)基板にリソグラフィー及びRIEによりライアンドスペース構造を形成し、その後KOH溶液による異方性エッチングによりV字型の(111)面を形成した。この(111)面にInSb単分子層を形成してInSb薄膜を作製したところ、InSb単分子層のない場合と比較して、結晶性の優れた膜が得られた。
また、InSbを用いた立体構造を有する縦型デバイス実現のため、GaAs基板上へのInSbナノワイヤーの成長を試みた。GaAs基板上に直径40nmの金コロイド粒子を塗布し、聴講真空中で620℃でアニール後InSbの400から500℃の温度範囲で蒸着を行った。これにより、基板温度400℃、In及びSbの蒸発レートがそれぞれ87A/h、2680A/hのとき、最長で3.5μm程度のInSbナノワイヤーを成長することに成功した。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] InSb films grown on the V-grooved Si(001) substrate with InSb bi-layer2010

    • 著者名/発表者名
      M.Mori, S.Khamseh, T.Iwasugi, K.Nakatani, K.Murata, M.Saito, K.Maezawa
    • 雑誌名

      Physics Procedia 3

      ページ: 1335-1339

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heteroepitaxial growth of InSb films on the patterned Si(001) substrate2010

    • 著者名/発表者名
      T.Iwasugi, M.Mori, H.Igarashi, K.Murata, M.Saito, K.Maezawa
    • 雑誌名

      Physics Procedia 3

      ページ: 1329-1333

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heteroepitaxial growth of rotate AlInSb layer mediated by InSb bi-layer on Si(111) substrate2009

    • 著者名/発表者名
      M.Saito, M.Mori, K.Ueda, K.Maezawa
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c) 6

      ページ: 1497-1500

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heteroepitaxial growth of InSb films on V-grooved Si(001) substrate2009

    • 著者名/発表者名
      M.Mori, H.Igarashi, T.Iwasugi, K.Murata, K.Maezawa, M.Saito
    • 雑誌名

      e-Journal of Surface Science and Nano technology 7

      ページ: 669-672

    • 査読あり
  • [学会発表] 表面再構成制御成長法を用いて作製したSi上AlInSb層の特性評価2009

    • 著者名/発表者名
      辻成介、中谷公彦、上田広司、森雅之、前澤宏一
    • 学会等名
      平成21年度応用物理学会 北陸・信越支部学術演会
    • 発表場所
      富山県立大学
    • 年月日
      2009-11-21
  • [学会発表] Au catalyst assisted MBE growth of InSb nanowires on GaAs(001) subs trate2009

    • 著者名/発表者名
      T.Kawai, M.Mori, M.Hashimoto, I.Ookawa, Y.Nakaya, K.Maezawa
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelecttronics (ISQNN2009)
    • 発表場所
      東京大学 駒場キャンパス
    • 年月日
      2009-11-19
  • [学会発表] Surface reconstruction assisted growth of InSb films on V-grooved Si(001) substrate2009

    • 著者名/発表者名
      M.Mori, S.Khamseh, T.Iwasugi, K.Nakatani, K.Maezawa
    • 学会等名
      International Symposium on Quantum Nanophotonics and Nanoelecttronics (ISQNN2009)
    • 発表場所
      東京大学 駒場キャンパス
    • 年月日
      2009-11-18
  • [学会発表] Growth of InSb films on a Si(001) substrate with V-shaped grooves via the InSb bi-layer2009

    • 著者名/発表者名
      S.Khamseh, K.Nakatani, T.Iwasugi, K.Nakayama, A.Kadotda, M.Mori, K.Maezawa
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス
    • 年月日
      2009-09-11
  • [学会発表] GaAs基板上におけるInSbナノワイヤーの作製2009

    • 著者名/発表者名
      河合太宮人、大川一成、中谷祐介、橋本将視、森雅之、前澤宏一
    • 学会等名
      2009年秋季第70回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス
    • 年月日
      2009-09-10
  • [学会発表] Heteroepitaxial growth of InSb films on the patterned Si(001) substrate2009

    • 著者名/発表者名
      T.Iwasugi, M.Mori, H.Igarashi, K.Murata, M.Saito, K.Maezawa
    • 学会等名
      14^<th> International Conference on Narrow Gap Semiconductors and Systems (NGSS-14)
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパス
    • 年月日
      2009-07-16
  • [学会発表] InSb films grown on the V-grooved Si(001) substrate with InSb bi-layer2009

    • 著者名/発表者名
      M.Mori, S.Khamseh, T.Iwasugi, K.Nakatani, K.Murata, M.Saito, K.Maezawa
    • 学会等名
      14^<th> International Conference on Narrow Gap Semiconductors and Systems (NGSS-14)
    • 発表場所
      東北大学 片平キャンパス
    • 年月日
      2009-07-14
  • [備考]

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/nano/

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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