【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.02.27】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT0071
利用課題名 / Title
膜転写によるSixGe1-x-ySny OI基板の作成
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
接合, シリコン基材料・デバイス,エレクトロデバイス/ Electronic device,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique,ALD,赤外・可視・紫外分光/ Infrared/visible/ultraviolet spectroscopy,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
石井 裕之
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所 デバイス技術研究部門
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山崎 将嗣,鬼澤 敦子
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,技術補助/Technical Assistance
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-031：原子層堆積装置_1[FlexAL]
AT-099：サムコ原子層堆積装置_2[AD-100LP]
AT-065：顕微レーザーラマン分光装置(RAMAN)
AT-011：i線露光装置
AT-006：マスクレス露光装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
近年、Ge や化合物半導体などポストシリコンと呼ばれる半導体膜をSi回路上に積層させ、多種多様な機能素子を実現するモノリシック3次元集積技術が注目されている。我々は、これまでにSi半導体上にSiO2膜、Al2O3膜など無機絶縁膜同士の接合を用いて高品質なGe、InGaAs等の半導体層の転写を実証してきた。 今回、光電子デバイス等への応用を想定したGeに格子整合したSixGe1-x-ySny 3元混晶層をSi半導体上へ転写しSixGe1-x-ySny OI基板の作成を検討したので報告する。
実験 / Experimental
SixGe1-x-ySny 層の転写にはGe基板上にSixGe1-x-ySny 層を格子整合系にてエピ成長した基板を用い酸素プラズマで表面を酸化させた。他方、SiO2膜付きSi基板を用意し、それぞれの基板にWet洗浄を行ってから直ちに両基板の酸化膜層同士を重ね合わせ、減圧下200℃でプレスして接合した。その後、Ge層を選択Wetエッチングにて除去してSixGe1-x-ySny OI基板とした。
結果と考察 / Results and Discussion
SixGe1-x-ySny 層は、Si組成は30%程度に、Sn組成をGe に格子整合するように制御して成膜され、成膜後の表面は、接合するに良好な極めて平坦であった。接合後、Ge基板を過酸化水素水にて選択エッチングした。転写前後でのRamanスペクトル比較から、SixGe1-x-ySny 層が劣化することなくGe基板からSiO2/Si基板に転写されていることが判った。今後、受光デバイスの作成と評価を行う予定。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 Ge基板上のSixGe1-x-ySny (a) と 転写後のSixGe1-x-ySny (b)のRamanスペクトル
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
【謝辞】本研究はJST CREST (JPMJCR21C2)の支援を受け実施されました。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件