【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.04.01】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

23OS1035

利用課題名 / Title

GeSnを用いた受発光デバイスの作製

利用した実施機関 / Support Institute

大阪大学 / Osaka Univ.

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）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

異種材料接着・接合技術/ Dissimilar material adhesion/bonding technology,3D積層技術/ 3D lamination technology

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)

志村 考功

所属名 / Affiliation

大阪大学大学院工学研究科　物理学系専攻

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

國吉　望月,近藤　優聖,田中　信敬,江藤　剛治,大志万 創太,早川　雄大,石丸　賢昇,植野　智熙,石川 薫平,大西　健太郎

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

OS-103：超高精細電子ビームリソグラフィー装置
OS-127：レーザーラマン顕微鏡

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Geは間接遷移半導体であるが、Snの添加や引張歪みの印加により、直接遷移型のバンド構造に変調可能であることが知られている。また、Siと同じⅣ族材料であり、Siプロセスとの親和性が高いことから電子・光融合デバイスの受発光素子材料として期待されている。本課題では、GeSnを用いた受発光素子を作製し、その有効性を実証することを目的としている。本支援では主にSi基板上のSiO₂膜のパターニングにEB露光機を用い、作成したGeSn層の評価にラマン分光装置を使用した。

実験 / Experimental

EBリソグラフィによりSi基板上のSiO₂膜を100 nmから数umのスケールでパターニングし、GeSn層を成膜した。また、各種プロセスにより作製したGeSn層の歪みや結晶性評価をラマン分光法で行った。

結果と考察 / Results and Discussion

100 nmの開口を持つSiO₂層を形成することによりGeSn層の結晶欠陥を大幅に低減することができた。また、GeSn層の格子歪みや結晶性が作製プロセス条件によってどのように変わるかをラマン分光法により確認することができた(図1)。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 Ge-Geのラマンスペクトル. Ge sub.からシフトしており、引張歪みが印加されていることを示している. そのシフト量に励起光の波長依存性があり、歪みが試料の深さ方向に不均一であることを示している。

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

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.

1. 早川雄大, 近藤優聖, 國吉望月, 小林拓真, 志村考功, 渡部 平司, "Si基板上GeSn細線のレーザー溶融結晶化におけるレーザー走査条件と下地SiO2 膜厚の最適化", 第29 回 電子デバイス界面テクノロジー研究会(三島), 2024年2月2日
2. 早川雄大, 近藤優聖, 國吉望月, 小林拓真, 志村考功, 渡部 平司, "Si基板上GeSn細線のレーザー溶融結晶化における下地SiO2膜厚とレーザー走査速度の最適化", 第71回応用物理学会春季学術講演会(東京), 2024年3月23日

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