面方位と異方性歪みを同時制御した革新的ゲルマニウムチャネル開発

创新的锗通道开发，同时控制表面取向和各向异性应变

• 批准号: 22760011
• 负责人: 澤野 憲太郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22760011/
• 关键词: ゲルマニウム; 歪み; 面方位; イオン注入; MBE

高品質歪みGe(111)チャネルの実現へ向け、まずガスソースMBEによるSi(111)基板上のSiGeバッファー層、およびGe層の成長について、成長温度、ソースガス流量比などの成長パラメータを調べた。その結果、Si(100)基板上と比較して、成長レートが遅くなる傾向にあることが分かり、成長温度を高くする必要があることが分かった。その上で形成したSiGe層の評価を進め、Si(100)上と比べ、積層欠陥などの面欠陥を伴う歪み緩和が生じることを明らかにした。表面モフォロジーは、通常Si(100)上の成長で生じるクロスハッチパターンが現れず、(111)すべり面に対応した三角形状のラフネスとなることが分かった。最適な成長条件において、表面ラフネスを数nmに抑制させることができた。続いて、一軸歪みGe(111)チャネル形成に向けて、イオン注入法を初めて(111)基板に適用した。すなわち、Si(111)基板へイオン注入を施し、それによる欠陥導入によって上に成長させるSiGe層の歪み緩和の大幅な促進を目指した。イオン注入ドーズ量を系統的に変化させ、歪み緩和率のドーズ量依存性を得、その結果、5×10^<14>cm^<-2>程度のドーズ量を塊に急激に歪み緩和率が上昇し、イオン注入により導入された欠陥が歪み緩和に寄与することが示された。これは、これまでに(100)基板上に確立してきたイオン注入法が、(111)基板においても非常に有効であることを示している。これを応用し、一軸歪みを得るための選択的イオン注入についての検討も行った。イオン注入をストライプパターン状に施すことで、SiGe(111)の局所的な歪み制御を試み、ラマンマッピング測定により、狙い通りの制御が成功していることが示された。これは一軸歪みが達成されていることを強く示唆しており、今後詳細な歪み状態評価を進める。

High quality Ge(111) crystal growth process is realized by adjusting the growth parameters, growth temperature, flow rate ratio and growth parameters of SiGe layer and Ge layer on Si(111) substrate. As a result, Si(100) substrate has a tendency to grow at a higher temperature. The Si (100) layer is formed on the Si(100) layer and the Si(100) layer is formed on the Si(100) layer. The growth of silicon on the surface of silicon (100) usually occurs in the form of a triangle, and the growth of silicon on the surface of silicon (111) usually occurs in the form of a triangle. The optimum growth conditions are: For example, the single-axis Ge(111) ion implantation method is applicable to the initial Ge (111) substrate. Si(111) substrate is implanted with silicon oxide, and the silicon oxide layer is grown on the silicon oxide substrate. The <14>change of injection volume, the change of attenuation rate, the change of attenuation rate, the attenuation rate, the change of attenuation rate, the change of attenuation rate, the attenuation rate, the change of attenuation rate<-2>. This is the first time that the (100) substrate has been implanted. For example, if you want to use a single axis, you can use a single axis to select a single axis. For example, if a sample is injected into the system, the SiGe(111) sample will be successfully tested. This is the first time that we've had a chance to talk to each other.

项目成果

Effects of increased compressive strain on hole effective mass and scattering mechanisms in strained Ge channels

• DOI: 10.1016/j.mee.2010.11.018
• 发表时间: 2011-04
• 期刊: Microelectronic Engineering
• 影响因子: 2.3
• 作者: K. Sawano;Kiyohiko Toyama;R. Masutomi;T. Okamoto;K. Arimoto;K. Nakagawa;N. Usami;Y. Shiraki

Si/SiGe系2DEGのPdショットゲート制御による結合量子ドットの作製

通过 Si/SiGe 基 2DEG 的 Pd 栅极控制制造耦合量子点

• 发表时间: 2010
• 作者: 福岡佑二;小寺哲夫;大塚朋廣;武田健太;小幡利顕;吉田勝治;澤野憲太郎;内田 建;白木靖寛;樽茶清悟;小田俊理
• 通讯作者: 小田俊理

Quantum Transport and Cyclotron Resonance Study of Ge/SiGe Quantum Wells in High Magnetic Fields

高磁场中Ge/SiGe量子阱的量子输运和回旋共振研究

• 发表时间: 2010
• 期刊: Journal of Low Temperature Physics
• 影响因子: 2
• 作者: N.Miura;N.V.Kozlova;K.Dorr;J.Freudenberger;L.Schultz;O.Drachenko;K.Sawano;Y Shiraki
• 通讯作者: Y Shiraki

Aluminum oxide for an effective gate in Si/SiGe two-dimensional electron gas systems

• DOI: 10.1088/0268-1242/26/5/055004
• 发表时间: 2011-05
• 期刊: Semiconductor Science and Technology
• 影响因子: 1.9
• 作者: Y. Shin;R. Brunner;A. Shibatomi;T. Obata;T. Otsuka;J. Yoneda;Y. Shiraki;K. Sawano;Y. Tokura-Y.-Toku

Optical anisotropies of Si grown on step-graded SiGe(110) layers

在阶梯梯度 SiGe(110) 层上生长的 Si 的光学各向异性

• 发表时间: 2010
• 期刊: Applied Physics Letters
• 影响因子: 4
• 作者: R.E.Balderas-Navarro;L.F.Lastras-Martinez;K.Arimoto;R.Castro-Garcia;O.Villalobos-Aguilar;A.Lastras-Martinez;K.Nakagawa;K.Sawano;Y.Shiraki;N.Usami;K.Nakajima
• 通讯作者: K.Nakajima