High-mobility Semiconductor Devices due to Control of Phonon Field caused by Defect-free Nano-periodic Structures

点击翻译按钮获取中文摘要

研究代表者・東北大・寒川GrはSi NP構造を埋め込むためのSiGeに対して着目し、成長させる際の基板表面がSiまたはSiO2によって、歪み・緩和の観点から膜質評価と表面粗さの違いを調査した。その結果、成長表面の違いが成長後の表面粗さに大きな影響があることがわかり、さらに結晶性や転位密度が変化することがわかった。これは、Si NPを埋め込んだ後に、複合膜構造全体の電子・正孔移動度へ影響することが予想される重要な知見となった。研究分担者・産総研・太田(旧遠藤)Grは、寒川Grで作製したSiGe表面に対して、CMP技術を用いた表面の平坦化の条件をさらに最適化することで、デバイス試作の準備を進めた。研究分担者・東京大学・野村Grは、フォノニック結晶系におけるフォノン輸送計算を継続し、フォノンバンド解析、状態密度、輸特性解析を行った。寒川Grによって作製したSi NP構造を用いることで、ブリユアン散乱および時間領域サーモリフレクタンス(TDTR)法を用いて、Si NP構造により5GHz周辺に定在波が確認され、熱伝導との関係性を発見した。研究分担者・宮崎大学・福山Grは、ナノオーダーステージを自動制御することで検出レーザー照射位置のみをスキャンさせて、材料内で発生したフォノンがどこまで輸送されるかの2次元マッピングを測定するための装置およびソフトウエアの改造を行った。寒川Grによって作製したSi NP/SiGe複合膜を測定することで、Si NPの間隔によってキャリアライフタイムが変化することが明らかとなった。