|
昨年度までの研究成果を踏まえ、本年度は、原子状水素のエッチング作用を抑制すること、成長様式の自由度を向上させること、高品質なNW-Si（シリコンナノワイヤ）の成長を比較的大きな成膜面積で実現することの全てが併存可能なプロセスへの発展を目指し、プラズマによるガス生成プロセスとNW-Si成長プロセスを分離したリモート型APECT法の適用を試みた。成長パラメータとして水素濃度、基板温度等を変化させNW-Siの成長を検討した。プラズマ生成部と成長基板の距離を数cmまで近づけたリモート型の実験系においては、プラズマから供給されるSiHxラジカルの供給量がNW-Siの形成可否に重要な因子となることを示し、過剰なSiHxが供給される条件ではNW-Siが600℃以下の基板温度では形成されないことが分かり、NW-Siの低温成長に必要なSiフラックス条件を同定した。この知見を基に、SiHxの供給量をHe希釈により抑制したところ、水素濃度10％以下で高い束密度を有するNW-Siの形成に成功した。また、水素濃度3％でも高密度NW-Siが、得られることが分かり、爆発限界以下の水素雰囲気でNW-Siの形成が実現可能なことを明らかにした。また数cmの距離で実施するリモート方式では、プラズマ中の水素から放射される真空紫外線が、NW-Siの成長に重要な働きをしていることを示唆する結果を得た。さらに、金属級Siを原料に用いてリモート型APECT法を試み、直径50nm以下の高密度NW-Siの形成に成功した。このNW-Siの成長は、異種基板上でも確認され、とりわけGe基板上ではヘテロエピ成長した単結晶NW-Siの形成を確認した。また本成果の一部は、国際会議にて高い評価を受けポスター賞（excellence）を受賞する栄誉を受けた。
|
