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アルカリ土類金属を用いたシリコンベース狭ギャップ半導体

使用碱土金属的硅基窄带隙半导体

基本信息

批准号：
18656093
负责人：
末益崇
金额：
$ 1.73万
依托单位：
University of Tsukuba
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 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656093/
关键词：
シリサイド半導体禁制帯幅分子線エピタキシー

项目摘要

昨年の研究から、Si(111)基板を加熱した状態でSrを蒸着し、基板のSiとSrを反応させる熱反応堆積法により金属のSrSi_2がエピタキシャル成長できている。成長温度、Sr蒸着レートを選べば、Srリッチな半導体Sr_2Siも形成できているが、SrSi_2とSr_2Siが混在した膜となっており、Sr_2Si単相の成長には至っていない。これは、Si基板上にSrを堆積する熱反応堆積法では、形成した膜の表面側はSrリッチになりやすいためSr_2Siが形成するものの、Si基板側はSiリッチとなりやすいため、SrSi_2が形成するためだと考えられる。このため、SrとSiが反応しない状態で、SrとSiを化学量論組成にする必要がある。また、反応が進んでも、Siリッチにならない工夫が必要である。そこで、今年度は、Si(111)基板上にAIN(8nm)/3C-SiC(3nm)中間層を形成した基板上に低温で、原子数がSi:Sr=1:2の割合になるよう、Si/Sr多層膜を分子線エピタキシー法にて形成した。中間層を用いるのは、Si基板からのSiの拡散を防ぎ、SrとSiの組成比をコントロールするためである。Si(111)基板上にAIN/3C-SiC中間層を形成する技術は、我々が別の研究で既に確立しているので、それを利用した。Si/Sr多層膜堆積後、基板温度を上昇し、SrとSiを反応させSr_2Si膜の形成を試みた。しかし、反射高速電子線回折では、多結晶を示すリングパターンとなった。また、θ-2θX線回折測定からも、形成した膜は、Sr_2Si以外にもSrSi_2が混ざっていることが分かった。成長時の基板温度や、Si/Sr多層膜の膜厚など、いろいろと変えて試料作製を行ったが、いずれも、Sr_2Si単相の膜を形成することは出来なかった。本研究を今後も継続して行う予定であるが、Si基板ではなくSr基板を用いるなど、もっと発想の転換が必要だと考えられる。

Last year's research showed that Si(111) substrate was heated up, Sr was evaporated, Si and Sr on the substrate were evaporated, and SrSi_2 on the substrate was grown by thermal inversion deposition method. Growth temperature, Sr vapor phase selection, SrSi semiconductor Sr_2Si formation, SrSi_2 and Sr_2Si mixed film, Sr_2Si single phase growth. Sr2 is formed on the Si substrate by thermal deposition. The chemical composition of Sr and Si is necessary.また、反応が进んでも、Siリッチにならない工夫が必要である。In this year, AlN (8nm)/3C-SiC(3nm) interlayer is formed on Si(111) substrate at low temperature and Si:Sr=1:2 atomic number. Si/Sr multilayer film is formed by molecular line method. intermediate layer, Si substrate, Si dispersion prevention, Sr Si composition ratio The technology of AlN/3C-SiC interlayer formation on Si(111) substrate has been established and utilized in different research. After Si/Sr multilayer film deposition, the substrate temperature rises, Sr and Si react, and Sr_2Si film formation is attempted. The reflection of high-speed electron lines is reflected by the reflection of crystals. X-ray reflection measurements of Sr_2 and Sr_2Si show that Sr_2 is mixed with Sr_2Si and Sr_2Si. The substrate temperature during growth, film thickness of Si/Sr multilayer film, film thickness of Sr_2Si multilayer film, film thickness of Sr_2Si multilayer film. In this study, the future of silicon substrate is determined by the use of silicon substrate.