超音速フリージェットによるSi/SiC共鳴トンネルダイオードの形成

超声速自由射流形成Si/SiC谐振隧道二极管

基本信息

批准号：
13750615
负责人：
生駒嘉史
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

シリコン(Si)および立方晶シリコンカーバイド(3C-SiC)ヘテロ接合では、大きな伝導帯オフセットが期待されるため、SiCをバリアー層、Siを閉じ込め層とするSiベースでの共鳴トンネルダイオードへの応用が期待される。本研究では、Siをドット化したSiC/Si-dotヘテロ構造に注目し、Si(100)基板上への多層構造形成を検討した。SiCおよびSi-dot形成にはそれぞれモノメチルシランおよびトリシランを用い、原料ガスをパルス超音速フリージェットとしてSi(100)基板上へ交互に繰り返し照射した。基板温度850℃にてモノメチルシランフリージェットをSi(100)基板上へ照射することにより、15nmのエピタキシャルSiC薄膜が得られた。基板温度700℃としてトリシランフリージェットをSiC/Si(100)上へ照射した場合、100nm程度の多結晶Si-dotが成長した。Si-dot上へモノメチルシランおよびトリシランパルスフリージェットを照射した場合、SiCおよびSi-dotの成長速度が減少し、およそ5nmのSiC薄膜および25〜50nmのSi-dotが観察された。SiCおよびSi-dot成長速度の減少は、下地からのSi原子の供給およびSiC表面におけるSi核生成サイトの減少に起因すると考えられる。さらにフリージェット照射を繰り返し行うことにより、エピタキシャルSiC/Si(100)上へ多結晶化したSiC/Si-dot多層構造が得られることがわかった。以上の結果より、超音速フリージェットCVD法によるSiC/Si-dot多層構造の形成が可能であることが明らかとなった。

由于硅（Si）和立方碳化硅（3C-SiC）异质结预计具有较大的导带偏移，因此有人提出将它们应用于以SiC作为势垒层、Si作为限制层的硅基谐振隧道二极管。预期的。在本研究中，我们重点关注由Si点制成的SiC/Si点异质结构，并研究了Si(100)衬底上多层结构的形成。一甲基硅烷和丙硅烷分别用于形成SiC和Si点，源气体以脉冲超音速自由射流交替且重复地照射到Si(100)基底上。通过在850℃的衬底温度下将单甲基硅烷自由射流照射到Si(100)衬底上获得15nm外延SiC薄膜。当在700℃的基板温度下用丙硅烷自由射流照射SiC/Si(100)时，生长出约100nm的多晶Si点。当用一甲基硅烷和三硅烷脉冲自由射流照射Si点时，SiC和Si点的生长速率下降，观察到约5 nm的SiC薄膜和25-50 nm的Si点。 SiC和Si点生长速率的降低被认为是由于来自衬底的Si原子的供应以及SiC表面上Si成核位点的减少所致。此外，通过重复自由喷射照射，发现在外延SiC/Si(100)上获得了多晶SiC/Si点多层结构。上述结果表明，使用超音速自由喷射CVD可以形成SiC/Si点多层结构。