同位体ナノ薄膜作製による高精度なドーピング手法の開発

利用同位素纳米薄膜生产开发高精度掺杂方法

• 批准号: 18651063
• 负责人: 山本 博之
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18651063/
• 关键词: ナノ材料; 量子ビーム; 同位体; ドーピング; 核変換

^<30>Siは中性子照射に伴う核変換によりPを生成することから同位体を優れたドーパントとして機能させることが可能である。同時にこれらの素材を数nm程度まで薄膜化し、急峻な界面を作製すればナノ領域における電気特性の制御が期待される。本年度は結晶性の差異が電気特性に大きく影響することから作製する薄膜の結晶性を向上させ物性を改善させることに重点を置いて研究を進め、通常より高いRF周波数を発生させることのできる化学気相蒸着装置(CVD)を用いて以下の検討を行い、良好な結果を得た。成膜では、2.45GHzマイクロ波加熱リモート型CVD装置を用い、H_2/SiF_4流量比を2〜10とし、基板温度を300〜750℃の範囲で変化させた条件下で試みた。薄膜の評価はX線回折法、透過型電子顕微鏡(TEM)および二次イオン質量分析法を用いて行った。^<30>Siを26%程度に濃縮したSiF_4を用い、H_2/SiF_4比25、成膜時の圧力2Torr、基板温度を450℃としてSi(111)基板上に2.5時間成膜した試料についてX線回折法により評価を行った結果、基板上に極めて配向性の高いSi薄膜が得られていることが明らかとなった。TEMによる断面観察の結果から、5μmの均一な膜厚であり、かつ膜のほぼ全体にわたって良好な結晶性を持っていることが確認された。膜中の同位体比もほぼ原料気体と一致しており、本条件で高品質な同位体濃縮薄膜が得られたことがわかった。この方法で得られた膜を用いて、これまで結晶性の問題により有為な差の認められなかったドーピング特性変化が明らかになるものと考えられる。

^<30>"Si" is a sub-irradiation of the nucleus, and P is generated. At the same time, the material is thin to a few nm, and the sharp interface is controlled. The electrical characteristics of the material are expected to be controlled in the field. This year, the difference in crystallinity has a great impact on the electrical properties of the film. The crystallinity of the film has been improved. The research has been focused on the development of high RF frequency. The chemical vapor deposition device (CVD) has been used for the following purposes. Good results have been obtained. For film formation, 2.45GHz microwave heating system was used under the condition of H_2/SiF_4 flow ratio of 2 ~ 10 ℃ and substrate temperature of 300 ~ 750℃. The evaluation of thin films was carried out by X-ray reflection, transmission electron microscopy (TEM) and secondary mass spectrometry. <30>SiF_4 concentration of 26% Si, H_2/SiF_4 ratio of 25, pressure of 2Torr during film formation, substrate temperature of 450℃ and 2.5 time for film formation on Si(111) substrate. TEM cross-section examination results show that the film thickness is uniform and 5μm, and that the film has good crystallinity. The isotope ratio in the membrane is consistent with that of the raw material. Under these conditions, high quality isotope concentration films are obtained. This method is used to solve the problem of crystallinity.

项目成果

Growth of β-FeSi_2 thin film on β-FeSi_2(110)substrate by MBE

MBE法在β-FeSi_2(110)基底上生长β-FeSi_2薄膜

• 发表时间: 2007
• 期刊: Thin Solid Films 515
• 作者: Masataka Muroga;Hirokazu Suzuki;HaruhikoUdono;Isao Kikuma;A. V. Zhuravlev;Kenji Yamaguchi;Hiroyuki Yamamoto;Takayuki Terai
• 通讯作者: Takayuki Terai

Si(110)-16×2単-ドメイン表面の作製

Si(110)-16×2单畴表面的制备

• 发表时间: 2007
• 作者: 山田 洋一;Girard Antoine;朝岡 秀人;山本 博之;社本 真一
• 通讯作者: 社本 真一

シリコン薄膜または同位体濃縮シリコン薄膜の製造方法

硅薄膜或富同位素硅薄膜的制造方法

• 发表时间: 2007

Si(110)-16x2単一ドメイン表面の作製

Si(110)-16x2 单畴表面的制备

• 发表时间: 2008
• 期刊: 表面科学 29
• 作者: 山田 洋一;Antine Girard;朝岡 秀人;山本 博之;社本 真一
• 通讯作者: 社本 真一

同位体選択的赤外多光子解離されたフロロシランからの同位体濃縮Si薄膜の作製

同位素选择性红外多光子解离氟硅烷制备富同位素硅薄膜

• 发表时间: 2008
• 作者: 大場弘則;鈴木裕;江板文孝;田口富嗣;山田洋一;山本博之;横山淳
• 通讯作者: 横山淳