| 講演名 | 2012-05-17 一次元縦積みシリコン系量子ドットの形成と発光ダイオードへの応用(Siウェハ上結晶成長・評価・デバイス応用,結晶成長,評価及びデバイス(化合物,Si,SiGe,電子・光材料)) 牧原 克典, 池田 弥央, 宮崎 誠一, |
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| 抄録(和) | 熱SiO_2膜上のSi-QDs上にGeを選択成長させ、酸化・高温熱処理を施した後、SiH_4-LPCVDを行うことによって、自己整合的に一次元連結したSi-QDsを形成することができ、n-Si(100)上に形成した半透明Auゲート一次元連結ドットダイオード構造において、Auゲートから正孔、基板から電子を注入することで、閾値電圧～1.2V 以上を印加した場合、近赤外光領域での明瞭な室温発光が認められた。さらに、極薄熱SiO_2膜上に縦積連結したSi系量子ドットを超高密度形成(～10^<13>cm^<-2>)することで、高効率キャリア注入が実現でき、電流密度～0.15A/cm^2においてEL強度を連結ドット密度～10^<11>cm^<-2>の場合と比べて～425倍増大させることが出来た。これは、連結ドット内へ高効率キャリア注入されるためEL効率が向上するとともに、1層目のドット表面熱酸化に伴う体積膨張によって、隣接するドット間がシリコン酸化物で充填され、ドットが埋め込まれた構造となるため、ドットを介さない電流成分が抑制された結果で解釈できる。 |
| 抄録(英) | Self-aligned Si quantum dots (Si-QDs) have been successfully fabricated on ultrathin SiO_2 by controlling low-pressure chemical vapor deposition (LPCVD) using pure SiH_4 and/or Si_2H_6, selective Ge LPCVD from 5% GeH_4 diluted with He, thermal oxidation of the dots and subsequent thermal desorption of Ge oxide. In semitransparent Au-gate diodes with self-aligned dots so-prepared, when carriers were injected to the self-aligned Si-QDs from the n-Si(100) substrate for electrons and from the Au top electrode for holes, electroluminescence (EL) in the near-infrared region at room temperature becomes observable with an increase in current at positive biases over a threshold voltage as low as ～1.2 V at the Au top electrode. Note that, in the case of an areal dot density of ～10^<13>cm^<-2>, the emission intensity was enhanced markedly by a factor of ～425 in comparison with the case of ～10^<11> cm-<-2> under the same current density at ～0.15A/cm^2. This is clear evidence of not only an increase in radiative recombination rate in the self-aligned structure but also an improvement of recombination efficiency due to a decrease in current leakage with increasing dot density. |
| キーワード(和) | Si量子ドット / 連結構造 / 発光ダイオード / 化学気相堆積法 |
| キーワード(英) | Si-based Quantum Dots / Self-Aligned Structure / Light Emitting Diodes / LPCVD |
| 資料番号 | ED2012-17,CPM2012-1,SDM2012-19 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
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| 開催期間 | 2012/5/10(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Silicon Device and Materials (SDM) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 一次元縦積みシリコン系量子ドットの形成と発光ダイオードへの応用(Siウェハ上結晶成長・評価・デバイス応用,結晶成長,評価及びデバイス(化合物,Si,SiGe,電子・光材料)) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Formation of One-Dimensionally Self-Aligned Si-based Quantum Dots and Its Application to Light Emitting Diodes |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | Si量子ドット / Si-based Quantum Dots |
| キーワード(2)（和/英） | 連結構造 / Self-Aligned Structure |
| キーワード(3)（和/英） | 発光ダイオード / Light Emitting Diodes |
| キーワード(4)（和/英） | 化学気相堆積法 / LPCVD |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 牧原 克典 / Katsunori MAKIHARA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Nagoya University |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 池田 弥央 / Mitsuhisa IKEDA |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 広島大学大学院先端物質科学研究科 Graduate School of Advanced Sciences of Matter, Hiroshima University |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 宮崎 誠一 / Seiichi MIYAZAKI |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋大学大学院工学研究科 Graduate School of Engineering, Nagoya University |
| 発表年月日 | 2012-05-17 |
| 資料番号 | ED2012-17,CPM2012-1,SDM2012-19 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 34 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |