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2022 年度 実績報告書

GeSn/Ge縦型ヘテロ接合ナノワイヤの実現と次世代トランジスタへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K14796
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

松村 亮  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 研究員 (90806358)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード結晶成長 / 半導体 / 電子デバイス
研究実績の概要

次世代エレクトロニクス実現のため、Ge系結晶成長およびデバイス応用へ向けた周辺技術開発を行った。本研究では、非熱平衡な高速CWレーザーアニール法を開発し、高身長歪を印加した、高活性化率のn型Ge薄膜の成長を石英基板上で実現した。
さらに、フォトルミネッセンス法や光吸収測定を用いてバンド構造解析を行ったところ、発光効率の増大を確認したとともに、歪印加やドーピングによるバンドギャップ変調も実証された。この成果は、目的とする電子デバイスの高移動度チャネル材料としての応用が期待できるとともに、実現した材料が発受光デバイスの光学材料としても応用が期待できることを示しており、幅広い分野へ波及する技術であると言える。
一方デバイス周辺技術として、原子層堆積(ALD)法を用いてAl2O3膜の高耐熱化を実現する手法を開発した。これらの成果は目標とする次世代エレクトロニクスの実現のみならず、光電融合LSIや様々な多機能デバイスへの応用が可能な基盤技術となる。
以上の成果は、応用物理学会や固体素子カンファレンス(SSDM)等の著名な学会で発表するとともに、ACS Applied Materials & InterfaceやMaterials Science in Semiconductor Processなどのハイインパクト誌で発表することができた。今後はこれらの技術をもとに、高移動度トランジスタや光電融合LSIなどへの応用を目指す。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Large-Area GeS Thin Films with the Assistance of Pre-deposited Amorphous Nanostructured GeS Films: Implications for Electronic and Optoelectronic Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Zhang Qinqiang、Matsumura Ryo、Fukata Naoki
    • 雑誌名

      ACS Applied Nano Materials

      巻: xxxx ページ: xxxx

    • DOI

      10.1021/acsanm.3c00669

  • [雑誌論文] Highly strained and heavily doped germanium thin films by non-equilibrium high-speed CW laser annealing for optoelectronic applications2023

    • 著者名/発表者名
      Saputro Rahmat Hadi、Maeda Tatsuro、Matsumura Ryo、Fukata Naoki
    • 雑誌名

      Materials Science in Semiconductor Processing

      巻: 162 ページ: 107516~107516

    • DOI

      10.1016/j.mssp.2023.107516

  • [雑誌論文] Direct Detection of Free H2 Outgassing in Blisters Formed in Al2O3 Atomic Layers Deposited on Si and Methods of Its Prevention2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Ryo、Fukata Naoki
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials and Interfaces

      巻: 14 ページ: 1472~1477

    • DOI

      10.1021/acsami.1c20660

  • [雑誌論文] Crystallization Of Tensile Strained n-Type Ge By Continuous Wave Laser Annealing2022

    • 著者名/発表者名
      Saputro Rahmat Hadi、Matsumura Ryo、Fukata Naoki
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 108 ページ: 79~82

    • DOI

      10.1149/10805.0079ecst

  • [雑誌論文] Formation of Free Hydrogen Gas By Annealing ALD-Al2O3/Si Stacked Structure2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Ryo、Fukata Naoki
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 108 ページ: 57~61

    • DOI

      10.1149/10805.0057ecst

  • [学会発表] Realization of Highly-Strained n-type Ge-on-Insulator by CW Laser Annealing2022

    • 著者名/発表者名
      R Hadi Saputro, Ryo Matsumura, Naoki Fukata
    • 学会等名
      SSDM
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical properties of highly strained n-Ge films grown by CW laser annealing2022

    • 著者名/発表者名
      R Hadi Saputro, Ryo Matsumura, Naoki Fukata
    • 学会等名
      応用物理学会

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公開日: 2023-12-25  

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