高温プラズマ熱流により結晶化したSiGe薄膜の粒界制御と微視的構造の解明

高温等离子体热流结晶SiGe薄膜的晶界控制和微观结构解析

基本信息

批准号：
21K14547
负责人：
佐藤拓磨
金额：
$ 1.58万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、量産化が可能な元素かつ現在の電子デバイスの中核をなすシリコンとデバイス動作上、製造プロセス上相性のよいシリコンゲルマニウムSiGeを用いて、IoTデバイス動作に必要十分な電力を断続的かつメインテナンスフリーに供給する熱電デバイスの実現に向け、熱的・電気的特性を左右する粒界欠陥の制御・微視的構造の解明を目指す。本年度は、初年度に作製したSiGe薄膜内の詳細な欠陥情報の取得を目指した。初年度には大気圧プラズマジェットによる処理条件を変調することで、結晶粒径を制御できるだけでなく、形成される粒界の変化に伴い、結晶化処理後のSiGe薄膜内に異なる常磁性欠陥が形成されていることを確認した。一方で、これらの欠陥が光学的には不活性である可能性を示唆する結果をフォトルミネッセンス測定により取得した。より詳細な欠陥情報を得るため、容量の過渡応答の測定（Deep-level transient　spectroscopy, DLTS）系を構築し、欠陥の電気的な性質を解明を試みた。加えて、電気的に活性かつ常磁性の欠陥の検出が期待できる電流検出型磁気共鳴装置（EDMR）の測定系の構築にも取り組んだ。今後、DLTSおよびEMMR測定により、初年度に電子スピン常磁性共鳴（EPR)により評価した常磁性欠陥の電気的性質の解明が期待できる。また、初年度のEPR測定より存在が示唆される非磁性欠陥の手がかりに関して、DLTS測定により明らかにできると期待している。

在这项研究中，我们旨在实现一种热电设备，该设备为物联网设备提供了必要的和足够的功率，并使用硅是当前电子设备的核心，它是当前电子设备的核心，并且与硅镀金SIGE兼容，该硅胶SIGE与设备操作和设备的操作以及可间歇性和免费维护的操作相兼容。今年，我们旨在在第一年制作的Sige薄膜中获取详细的缺陷信息。在第一年，证实在结晶处理后，通过使用大气压力等离子体等离子体等离子体调节治疗条件以及形成变化的晶粒边界，在结晶膜上调节治疗条件，形成不同的顺式缺陷，在结晶膜后，在sige薄膜中形成了不同的顺磁性缺陷。另一方面，结果表明这些缺陷可能是光惰性的，是通过光致发光测量获得的。为了获得更详细的缺陷信息，我们构建了一个深层瞬态光谱（DLTS）系统，以阐明缺陷的电性能。此外，我们还研究了当前检测磁共振设备（EDMR）测量系统的构建，该系统可以预期检测到电活动和顺磁性缺陷。将来，可以期望DLT和EMMR测量阐明使用电子自旋磁磁共振共振（EPR）在第一年评估的顺磁性缺陷的电性能。我们还希望DLTS测量结果将揭示有关第一年EPR测量中存在的非磁性缺陷的线索。