| 研究課題/領域番号 |
19K04091
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
神谷 庄司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00204628)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | シリコン / 疲労過程 / 結晶欠陥 / 電子顕微鏡観察 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、シリコンの疲労過程をTEM（透過型電子顕微鏡）およびSEM（走査型電子顕微鏡）によるEBIC（電子線誘起電流）の両手法を用いて観察し、結晶欠陥の集積過程を定量的に解析することを目的とする。実験の概要として、まずp-n接合を配した薄膜試験片に疲労負荷を与え、SEMを使用したEBIC観察によりすべり変形が生じたことを確認し、その後TEM内でさらに疲労負荷を与えることで結晶欠陥の動きをその場観察をする。そのためには、まず①p-n接合を配した応力下TEM観察用小型薄膜試験片、次に②SEMおよびTEM内に①の試験片を搬入できる試験ユニット、の２点の開発が必要である。計画の第２年度である2020年度においては、前年度に完了した試験片設計を踏まえ、試験片材料となるシリコンウェハの調達と試験ユニットの開発を行った。
試験片を作製する材料となるウェハは、試験片となるデバイス層とこれを保持するハンドリング層とを酸化膜を挟んで接合した、SOI (silicon on insulator)と呼ばれる特殊な構造を有するものである。前年度の試行を踏まえて確定した仕様を満足するものとして、具体的には活性層の厚さが約２µmで抵抗率が0.1-10Ωcmの使用を確定し、対応するものを選定して購入した。一方、試験ユニットについては成功裏に作製を完了し、実際に観察で使用するTEM用試料ホルダ上でダミー試験片を用いて予定通りの動作を確認した。以上により、次年度に予定する疲労試験と結晶欠陥の観察の素地は整ったと認識している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初計画では、第２年度中には疲労試験を開始し、結晶欠陥の観察を実施する予定であった。しかし、初年度にp-n接合作製プロセスの調整が難航して試験片作製用のウェハの購入が第２年度に繰越されたことに加え、新興感染症拡大防止という国家的緊急事態なる騒ぎでさらなる研究活動の制約が発生し、当初は第２年度に計画されていた具体的な試験片の作製と実験とに着手できず、中間段階の成果発表として予定していた学会発表も実現に至らなかった。
一方、上記のような状況の中で難航しつつもも、概要に記した通り試験片材料の購入と実験に必要な装置の開発を完了するまでに漕ぎ着いており、続く第３年度に実験を開始して所定の観察結果を得るために必要な準備はできている。
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| 今後の研究の推進方策 |
初年度にp-n接合作製プロセスの調整が難航して試験片作製用のウェハの購入が第２年度に繰り越されたことに加え、新興感染症拡大防止という名分の国家的緊急事態と称する措置によりさらなる進捗の遅れが積み増されたことで、当初計画通りにまで遅れを取り戻すことはもはや不可能と目される事態となった。したがって、今後は基金としての特質を活かして研究期間を実質的に１年間を延長し、計画の遂行のために必要な時間を確保して、確実に成果を得ることを目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
消耗品として計上していたシリコンウエハ（SOIウエハ）の購入が年度末になってしまったため、必要なウエハは準備できたが、その後の試験片加工のプロセスを行う時間が取れなかった為。また実験補助員の勤務シフトが変わった為。
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