有機金属気相選択成長法による異種基板上への半導体ナノワイヤ形成と発光デバイス応用

使用有机金属气相选择性生长方法在异质基底上形成半导体纳米线及其在发光器件中的应用

• 批准号: 12J01477
• 负责人: 池尻 圭太郎
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J01477/
• 关键词: ナノワイヤ; MOVPE; 選択成長; ポリシリコン; 成長機構; InP; ドーピング; 結晶構造

本研究では、次世代の安価で高効率な発光デバイス応用に必要な基礎技術確立し、ナノワイヤ発光デバイスの作製を試みる。まず、半導体ナノワイヤのデバイス応用に不可欠な基本技術である不純物制御技術の確立を目指して研究を行った。同時に、ポリシリコン薄膜上の半導体ナノワイヤ形成をより高精度に行うために、ポリシリコン薄膜上の選択成長のメカニズムを克明に調べ、その成長技術を確立した。以下に本年度の具体的な研究実施状況を示す。(1)本研究では、MOVPE選択成長法によるInPナノワイヤ成長中にDEZnによりZnドーピングを行い、成長構造の外観形状と結晶構造の評価を行い、成長方向が反転する双方向成長特性を発見した。さらに、成長温度や成長原料供給比などの成長パラメータによっても成長方向を同様に制御できる可能性を示し、シリコンのような無極性基板上にIII-V半導体ナノワイヤを成長させる際に、成長条件によって成長方向を制御可能であることを示した。(2)ポリシリコン薄膜上のナノワイヤ成長を行い、成長過程の分析を行った。ポリシリコン薄膜を堆積させた基板を用いてGaAsのMOVPE選択成長を行い、六角柱構造のGaAsナノワイヤ成長を確認した。開口部には、ナノワイヤ構造の他に、ヒロック状の構造と成長が起きていない開口部があった。これらの成長構造の存在確率を、開口部の直径依存性と成長条件依存性について分析し、開口部とポリシリコン結晶粒のサイズの関係から成長構造の成長モデルに関して考察を行い、成長構造依存性の原理を解明した。

This study で は, next generation の 価 で high working rate な 発 light デ バ イ ス 応 に な necessary basic technology is used to establish し, ナ ノ ワ イ ヤ 発 light デ バ イ ス の cropping を try み る. ま ず, semiconductor ナ ノ ワ イ ヤ の デ バ イ ス use 応 に not owe な basic technical で あ る impurity content suppression technology の establish を refers し を line っ て research た. に, at the same time ポ リ シ リ コ ン membrane の semiconductor ナ ノ ワ イ ヤ form を よ り line high-precision に う た め に, ポ リ シ リ コ ン membrane の sentaku growth の メ カ ニ ズ ム を KeMing に べ, そ の growth technique を establish し た. The following に the specific implementation status of な research in the current year を shows す. (1) this study で は, MOVPE sentaku growth method に よ る InP ナ ノ ワ イ ヤ growth に DEZn に よ り zinc ド ー ピ ン グ を line い, growth, structure shape outside の 観 と crystallization の review 価 を line い が inverse planning, growth direction す る both to the growth characteristics of を 発 see し た. さ ら に や growth, growth temperature raw material supply than な ど の growth パ ラ メ ー タ に よ っ て を も growth direction with others に suppression で き る possibility を し, シ リ コ ン の よ う な nonpolar substrates に III - V semiconductor ナ ノ ワ イ ヤ を growth さ せ る interstate に, growth conditions に よ っ て growth direction を suppression may で あ る こ と を shown し た. (2) On the ポリシリコ <e:1> film, <s:1> ナノワ ヤ ヤ are used to grow を rows った, and for the analysis of the growth process <s:1>, を rows った are provided. ポ リ シ リ コ ン film を accumulation さ せ た substrate を with い て GaAs の MOVPE sentaku growth line を い, six Angle structure の GaAs ナ ノ ワ イ ヤ growth を confirm し た. Opening of に は, ナ ノ ワ イ ヤ tectonic の he に, ヒ ロ ッ ク shape の tectonic と growth since が き て い な い openings of が あ っ た. こ れ ら の growth structure の existence of probabilistic を dependency, opening の diameter dependence と growth conditions に つ い し て analysis, opening と ポ リ シ リ コ ン crystals の サ イ ズ の masato is か ら growth structure の モ デ ル に masato し て line inspection を い, growth, structural principle of dependence の を interpret し た.

项目成果

GaAs nanowire growth on polycrystalline silicon thin films using selective-area MOVPE

• DOI: 10.1088/0957-4484/24/11/115304
• 发表时间: 2013-03-22
• 期刊: NANOTECHNOLOGY
• 影响因子: 3.5
• 作者: Ikejiri, Keitaro;Ishizaka, Fumiya;Fukui, Takashi
• 通讯作者: Fukui, Takashi

InGaPナノワイヤのMOVPE選択成長と組成評価

InGaP纳米线的MOVPE选择性生长和成分评估

• 发表时间: 2012
• 作者: 石坂文哉;池尻圭太郎;冨岡克広;福井孝志
• 通讯作者: 福井孝志

(111)A面上へのSA-MOVPE成長におけるInPナノワイヤの3方向成長モード

(111)A面SA-MOVPE生长InP纳米线的三向生长模式

• 发表时间: 2012
• 作者: 柳瀬祥吾;小橋義典;池尻圭太郎;原真二郎;本久順一
• 通讯作者: 本久順一

Bi-directional growth of Zn-doped InP nanowires by selective-area MOVPE

选区MOVPE双向生长Zn掺杂InP纳米线

• 发表时间: 2012
• 作者: K. Ikejiri;K. Tomioka;and T. Fukui
• 通讯作者: and T. Fukui