Fabrication of Resonant Tunneling Diode by Atomic Layer-by-Layer Epitaxial Growth of Si-Ge-C-N System
Fabrication of Resonant Tunneling Diode by Atomic Layer-by-Layer Epitaxial Growth of Si-Ge-C-N System
批准号:
12450001
负责人:
SAKURABA Masao
金额:
$8.19万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份:
2000
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
2000 至 2002
中文摘要
在本工作中,为了创造一种具有新特性的原子控制材料,研究了在Si(100)和Ge(100)上形成N和C原子层,随后在N/Si(100)或C/Ge(100)上进行Si外延生长,以及Si-Ge-C-N系统的原子控制共振隧道二极管的制造。在SiH_3CH_3在Ge(100)上的低温原子级表面反应中,发现Si和C的单原子层自限形成,Si(100)上也有N原子层形成。在低于500℃的生长温度下,在1 / 10 C/Ge(100)原子层和1 / 2 N/Si(100)、Si/原子层上实现了Si的外延生长。在Si/N/Si结构中,掺入的N原子被限制在约1nm厚度内,最大浓度在5x10^<21>cm^<-3>以上。发现抑制Si_3N_4结构对于获得高质量的高氮浓度的氮原子层掺杂Si膜是非常重要的。随着Ge分数的增加,热处理过程中Si/SiGe/Si(100)异质结构的互扩散速度加快,但界面处存在1 / 10 (7x10^<13>cm^<-2>)的C抑制了Si/Ge异质界面处的互混。这些结果对实现高质量的自动控制异质结构器件具有重要意义。利用上述结果,将原子层N掺杂应用于SiGe谐振隧道二极管的双Si势垒,测量的电学特性表明,与未掺杂N的参考二极管相比,隧道电流密度明显受到抑制。这些结果表明,N掺杂可以调制Si的电子能带结构,并且原子层掺杂技术对于控制共振隧道特性是有效的。
英文摘要
In the present work, in order to create an atomically controlled materials with a novel properties, atomic-layer formation of N and C on Si(100) and Ge(100), subsequent Si epitaxial growth on the N/Si(100) or C/Ge(100), and fabrication of an atomically controlled resonant-tunneling diode of Si-Ge-C-N system have been investigated. In a low-temparature atomic-order surface reaction of SiH_3CH_3 on Ge(100), it is found that single atomic layers of Si and C are formed self-limitedly, as well as N atomic layer formation on Si(100). The Si epitaxial growth on one tenth atomic layer of C/Ge(100) and a half atomic layer of N/Si(100), Si/have been achieved at the growth temperatures below 500℃. In the Si/N/Si structures, the incorporated N atoms are corfined within about 1nm thickness and the maximum concentration is above 5x10^<21>cm^<-3>. It is found that suppression of Si_3N_4 structure is important to obtain a high quality N atomic-layer doped Si film with high N concentration. It is also found that interdiffusion at Si/SiGe/Si(100) heterostructure during thermal treatment proceeds faster with increase of Ge fraction, although the intermixing at Si/Ge heterointerface is suppressed by the existence of one tenth (7x10^<13>cm^<-2>) of C at the interface. These results are quite important to realize high-quality atomically-controlled heterostructure devices. By using above results, atomic-layer N doping is applied to double Si barriers of SiGe resonant tunneling diode, and measured electrical characteristics show that tunneling current density is obviously suppressed compared to the reference diode without the N doping. From these results, it is suggested that an electronic band structure of Si can be modulated by the N doping, and that the atomic-layer doping technique is effective for control of resonant tunneling characteristics.
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J.Murota et al.: "CVD SiGe(C) Epitaxial Growth and Its Application to MOS Devices(Invited Paper)"The Sixth International Conference on Solid-State and Integrated-Circuit Technology. 525-530 (2001)
J.Murota等人:“CVD SiGe(C)外延生长及其在MOS器件中的应用(特邀论文)”第六届国际固态与集成电路技术会议。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
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通讯作者:
J.Murota et al.: "SiGe Epitaxial CVD Technology for Si-Based Ultrasmall Devices (Invited Paper)"Meeting Abstracts of International Semiconductor Technology Conference (ISTC 2002), The Electrochemical Society. Abs.No.53 (2002)
J.Murota 等人:“用于硅基超小型器件的 SiGe 外延 CVD 技术(特邀论文)”国际半导体技术会议(ISTC 2002)会议摘要,电化学协会。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
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通讯作者:
Y.C.Jeong et al.: "Epitaxial Growth of N Delta Doped Si Films on Si(100) by Alternately Supplied NH_3 and SiH_4"First International SiGe Technology and Device Meeting (ISTDM 2003). 243-244 (2003)
Y.C.Jeong 等人:“通过交替供应 NH_3 和 SiH_4 在 Si(100) 上外延生长 N Delta 掺杂 Si 薄膜”第一届国际 SiGe 技术和器件会议 (ISTDM 2003)。
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
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通讯作者:
S.Takehiro et al.: "Characterization of High Ge Fraction SiGe-Channel MOSFET with Ultrashallow Source/Drain Formation by Selective B-Doped SiGe CVD"3rd Int.Conf. on SiGe(C) Epitaxy and Heterostructures (ICSI3). 179-181 (2003)
S.Takehiro 等人:“通过选择性 B 掺杂 SiGe CVD 形成超浅源极/漏极的高 Ge 分数 SiGe 沟道 MOSFET 的表征”第 3 届 Int.Conf。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
J.Murota et al.: "Atomically Controlled Heterostructure Growth of Group IV Semiconductors"3rd"Trends in Nano Technology"International Conference(TNT 2002). 377 (2002)
J.Murota等人:“IV族半导体的原子控制异质结构生长”第三届“纳米技术趋势”国际会议(TNT 2002)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
--
作者:
[]
通讯作者:
共 73 条
Process development for high-performance highly-strained quantum-heterostructure resonant-tunneling devices of group-IV semiconductors
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批准号:23360003
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$13.06万
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财政年份:2011
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负责人:SAKURABA Masao
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依托单位:
Group IV Semiconductor Quantum Device Fabrication for Room Temperature Operation
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批准号:19360002
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$11.81万
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财政年份:2007
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负责人:SAKURABA Masao
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依托单位:
Development of Atomically Controlled Plasma Processing for GroupIV Quantum Device Fabrication
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批准号:18063001
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$26.37万
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财政年份:2006
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负责人:SAKURABA Masao
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依托单位:
Electronicband modulation and formation of quantum tunneling structures by atomic-layer control of group-IV semiconductors
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批准号:16360002
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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资助金额:$9.41万
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财政年份:2004
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负责人:SAKURABA Masao
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依托单位:
国内基金
海外基金
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GE11修饰的冰片紫杉醇脂质纳米粒的构建及其对三阴性脑转移乳腺癌的干预作用
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批准号:2024A02015
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2024
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负责人:朱晨
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依托单位:
用于加速器产医用同位素Ge-68分离纯化的高容量吸附材料
制备及分离工艺研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2024
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负责人:翟向伟
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依托单位:
可降解原位自生 Zn-Mg2Ge 复合材料 GBR 膜
制备及在牙槽骨缺损修复中的应用研究
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批准号:TGY24H140015
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2024
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负责人:童先
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基于互穿聚合物网络(IPN)构建负载疏水分子的明胶-不溶性膳食纤维(GE-IDF)膜及其抗水机制研究
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批准号:32360552
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:32万元
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批准年份:2023
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负责人:李鑫
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黔东铅锌成矿带Ge-Cd超常富集机制:纳米流体包裹体约束
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批准号:42372103
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批准年份:2023
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基于协同调控策略构筑高性能Cu2(Ge,Sn)S3空穴传输层及其在硒硫化锑太阳能电池中的应用
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批准号:22309040
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2023
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负责人:金鑫
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依托单位:
基于碳载局域环境调控的Ge SAC构筑及其催化降解AOX的机理研究
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批准号:32371814
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:闵斗勇
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依托单位:
高迁移率、高可靠性In2O3-基TFT的Ge/F配位增强机理研究
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批准号:62304248
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2023
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负责人:王嘉义
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依托单位:
NASICON结构化合物LiM2(PO4)3(M=Ti,Ge)锂离子协同输运定量研究
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批准号:2023JJ40635
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2023
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负责人:邹喆乂
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依托单位:
高质量Ge/SiGe异质结自旋比特材料制备
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批准号:12304100
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:30.00万元
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批准年份:2023
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负责人:张结印
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依托单位: