ゲルマニウムを基幹材料とする
ナノエレクトロニクス先端融合研究基盤の形成

平成 27 年度～平成 31 年度私立大学戦略的研究基盤形成支援事業
研

究

成

果

報

告

書

令和２年５月学 校 法 人 名
大

学

名

研究組織名

東

五

島

育

英

会

京

都

市

大

学

総

合

研

究

所

ナノエレクトロニクス研究センター
研究代表者

澤 野

憲 太 郎

（東京都市大学 理工学部 電気電子通信工学科）

目
１
２
３
４
５
６
７
８
９
１０
１１

次

学校法人名
大学名
研究組織名
プロジェクト所在地
研究プロジェクト名
研究観点
研究代表者
プロジェクト参加研究者数
該当審査区分
研究プロジェクトに参加する主な研究者
研究成果の概要（１）
研究プロジェクトの目的・意義及び計画の概要
（２）
研究組織
（３）
研究施設・設備等（４）
研究成果の概要＜成果概要＞＜優れた成果が上がった点＞＜課題となった点＞＜自己評価の実施結果と対応状況＞＜外部（第三者）評価の実施結果と対応状況＞＜研究期間終了後の展望＞＜研究成果の副次的効果＞

１２
１３

研究成果の詳細
研究発表の状況＜雑誌論文・図書・学会発表＞＜研究成果の公開＞
１４ その他の研究成果等《添付資料》
資料１ シンポジウム、総研セミナープログラム
資料２ 新聞掲載記事等
資料３ 東京都市大学総合研究所紀要
資料４ 外部評価委員会評価シート

１

学校法人名

五島育英会

２ 大学名

東京都市大学

３

研究組織名

ナノエレクトロニクス研究センター

４

プロジェクト所在地

５

研究プロジェクト名
ゲルマニウムを基幹材料とする
ナノエレクトロニクス先端融合研究基盤の形成

６

研究観点

７

研究代表者
研究代表者名

所属部局名

職名

澤野憲太郎

工学部電気電子通信工学科

教授

東京都世田谷区等々力８－１５－１

研究拠点を形成する研究８

プロジェクト参加研究者数９

該当審査区分

２６ 名

理工・情報

生物・医歯

１０ 研究プロジェクトに参加する主な研究者
研究者名
所属・職名 プロジェクトでの研究課
題
MBE 結晶成長によるナノデバイス用歪み基板形成
工学部
澤野憲太郎
教授
とデバイス作製（研究代表者）
ゲルマニウムレーザ開発
総合研究所
丸泉 琢也
に向けた構造設計・解析と教授
発光機構の解析
ナノ量子デバイスの表面・
工学部
界面構造の光電子分光法
野平 博司
教授
による精密評価
ゲルマニウムレーザ開発に向けた発光源材料の開
工学部
徐 学俊
講師
発と高利得化、デバイス作
製

人文・社会

プロジェクトでの役割
高 性能電 子デバ イス 用
基板開発、新構造ナノ量
子電子デバイスの開発
ゲ ルマニ ウムレ ーザ の開発加速、超短パルス光発生機構の解明
ナ ノ量子 デバイ スの 作
製プロセス最適化、並びに高性能化
実 用化に 耐えう る高 出
力 ゲルマ ニウム レー ザ
開発の加速

工学部
准教授

ゲルマニウム電子デバイ
スとＮＥＭＳ融合デバイスの設計、評価方式の検討

岩松 雅夫

共通教育部
教授

ゲルマニウム量子ドットを用いるナノ量子電子デバイスの特性シミュレーション

ゲルマニウムＮEMS デ
バ イスの 開発加 速電 子
機 械融合 方式の 新規 提案
ナ ノ量子 電子デ バイ ス
特 性の高 性能化 とプ ロ
セ ス最適 化指針 の明 確
化

堀越 篤史

知識工学部

ゲルマニウムナノ量子デナ ノ量子 電子デ バイ ス

三宅 弘晃

准教授

バイスのキャリア輸送シ
ミュレーション手法の開
発

新藤 恵美

工学部
技師

先端的機器分析技術によるナノ量子電子デバイスの材料物性の評価・解析

傘 昊

知識工学部
准教授

ナノ量子電子デバイス、機械融合デバイスを用いる
新機能集積回路の検討

田中 康寛

工学部
教授

黒岩 崇

工学部
准教授

須藤 誠一

共通教育部
教授

浜村 尚樹

工学部
技師

先端的機器分析技術による光デバイスの材料特性の評価・解析

瀬戸 謙修

工学部
講師

ナノ量子光学デバイス、機械融合デバイスを用いる
新機能集積回路の検討(共同研究機関等)

中川 清和

山梨大学大学院教授

伊藤 公平

慶應義塾大学教授

町田 友樹

東京大学生産
技術研究所
教授

藤田 博之

東京大学生産
技術研究所
教授

星

名古屋大学
大学院
特任助教

裕介

ゲルマニウム光学系デバ
イスとＮＥＭＳ融合デバ
イスの設計、評価方式の検討
近赤外超短光パルスを利用する生体分子計測方式の基礎検討
近赤外超短光パルスを利用する材料物性全般の評
価計測方式の基礎検討

シリコン系歪み結晶基板を用いた Ge デバイス作製と特性評価
ゲート誘起型量子ドット構造による単正孔量子デバイスの設計と構造最適化
単正孔を用いたスピンデ
バイスの設計と構造最適化
ナノ量子電子デバイス、光学系デバイスとＮＥＭＳ
融合デバイスの融合方式
検討
ゲルマニウムナノ構造作
製プロセスの開発と最適化技術の検討特 性の高 性能化 と電 子
機 械融合 デバイ ス最 適
設計
ナ ノ量子 電子デ バイ スの 作製プ ロセス 最適 化と デバイ ス構造 の最 適化
新 規アー キテク チャ に
基 づく新 機能集 積回 路と 量子情 報シス テム の提案
ゲ ルマニ ウムＮ ＥＭ Ｓ
デ バイス の開発 加速 光
学 機械融 合方式 の新 規
提案
ゲ ルマニ ウムレ ーザ を
用 いる二 光子顕 微鏡 応用技術の開発加速
ゲ ルマニ ウムレ ーザ によ る材料 物性評 価新 技
術開発の加速ゲ ルマニ ウム光 学系 デバ イスの 作製プ ロセ スと デバイ ス構造 の最 適化
新 規アー キテク チャ に
基 づく新 機能集 積回 路と 量子情 報シス テム の提案
デ バイス 作製プ ロセ スの最適化、新規デバイス
構造開発加速ナ ノ量子 電子デ バイ ス
を 用いる 新機能 量子 デバイスの開発加速
ナ ノ量子 電子デ バイ ス
を 用いる 新機能 量子 デバイスの開発加速
新機能、新構造ＮＥＭＳ
融 合デバ イスの 提案 と開発の加速
ゲ ルマニ ウム光 学系 デバ イスの 作製プ ロセ スと デバイ ス構造 の最 適化Dominique
Bougeard

レーゲンス
ブルグ大学
教授

ゲルマニウム量子ナノデバイスの評価と解析

夏

金松

華中科技大
学教授

ゲルマニウム系フォトニ
クスシステムを利用する
量子情報システムの基礎
検討

ゲ ルマニ ウム単 正孔 デバ イス実 現に向 けた デ
バイス構造指針の探索
光 学系量 子デバ イス と
Ｎ ＥＭＳ 融合デ バイ スに よる量 子情報 シス テムの提案

Jifeng Liu

Thayer Schoolof EngineeringatDartmouth・准教授

パルス励起による Ge 材料の光学利得の精密計測評
価と高利得材料開発

ゲ ルマニ ウムレ ーザ 並
び に超短 パルス 発生 機
構解析の支援

秋山 英文

東京大学
物性研究所
准教授

超短パルス発生機構に関する理論解析と応用計測技術の基礎検討

宇佐美徳隆

名古屋大学
大学院
教授

大橋 鉄也

北見工業大学教授

ゲルマニウム・シリコンヘテロ構造結晶成長の最適プロセスの開発と評価
ＮＥＭＳ構造の力学特性解析と結晶塑性解析による転位密度評価＜研究者の変更状況（研究代表者を含む）＞
旧
ﾌﾟﾛｼﾞｪｸﾄでの研究課 所属・職名
研究者氏名
題

超 短パル ス発生 の基 礎
物 理の解 明とラ イフ サ
イ エンス 応用分 野の 開
拓ゲ ルマニ ウムレ ーザ デバ イスの 高性能 化と 開発加速
ナノ電子、光学系量子デバ イスと ＮＥＭ Ｓ融 合デバイスの構造最適化

プロジェクトでの役
割（変更の時期：平成 29 年 4 月 1 日）

新

変更前の所属・職名
中国科学院半導体研究所・博士課程
大学院生

変更（就任）後の所属・ 研究者氏名
職名
東京都市大学総合研究
所・博士研究員

周培基

プロジェクトでの役割
Ge 系光電子融合素子に向けた光 MEMS
デバイス開発１１ 研究の概要（１）研究プロジェクトの目的・意義及び計画の概要

本研究プロジェクトでは、ゲルマニウム（Ge）を基幹材料とし、高速かつ超低消費電力化を可能とする①電子系量子デバイスと②光系量子デバイス、さらにこれらと③NEMS との融合デバイスを開発する。各々の意義・目的について以下に述べる。
① 電子系量子デバイスとして、まずその基盤となる超高移動度材料の開発が重要であり、それにはナノデバイスにおける結晶歪み制御が不可欠である。そこで、これまでに申請者らが独自に開発してきた Si/Ge ヘテロ構造をベースとして、Ge-onInsulator 構造等の新規構造の形成技術を開発する。また、ゲート誘起型 Ge 量子ドッ
ト単正孔デバイスの実現に向けた基礎技術、特に高品質ゲート絶縁膜形成技術の開発を進める。さらに、コヒーレンス寿命の長いスピンデバイスの基盤構造創製を目指し、
Ge/Si(111)ヘテロ構造の形成とバンドエンジニアリング技術を開発する。
② 光系量子デバイスとして、シリコンチップ上へ集積可能な Ge 室温連続発振レーザを開発する。これは光電子集積チップの実用化に大きく貢献するだけでなく、Geへ導入される結晶歪みとバンド構造、特に直接遷移化、発光特性などの関係を明確に示すことができ学術的意義が高い。特に間接遷移型である Ge をレーザ化するためには、量子構造によるキャリア閉じ込めやバンド変調のみならず、フォトニック結晶微小共振器構造による光伝搬制御技術を全て融合させることが必須であり、統合的な
Si/Ge フォトニクス研究基盤の確立につながる。
③ 電子系、光系共に、上記 Ge 量子デバイスを基盤とした革新デバイスとして、
ナノ・エレクトロ・メカニカル・システム（NEMS）との融合デバイスを開発する。
NEMS 開発はこれまで、機械強度、ナノ加工に優れる Si 材料を中心に進んでいるが、特性向上に有効である歪みや量子構造導入は、Si 単体では不可能であった。そこで、我々の有する歪み Si/Ge ヘテロ構造により、歪みと量子構造を同時に導入し、共振特性の飛躍的向上を目指す。これは単電荷センサー、微小歪み・位置センサー、光機械
結合素子等、幅広い分野へ応用可能であり、Si/Ge 系量子デバイスと NEMS の世界初の融合研究基盤の形成となる。

（２）研究組織本プロジェクトでは、電子系および光系量子デバイスの開発を研究テーマ１、２として推進する。工学部電気電子工学科、総合研究所副所長の澤野が代表（全体、研究
テーマ１）となり、総合研究所の丸泉がテーマ２の代表となる。また、ナノ・エレク
トロ・メカニカル・システム（NEMS)との融合による新機能量子デバイス開発にむけて、半導体材料応用研究に実績のある機械システム工学科の田中、三宅が参加する。
さらに量子デバイスの集積回路化を探索すべく、その専門の傘、瀬戸が参加し、またGe レーザのライフサイエンス応用を支援すべく、生命化学研究分野の黒岩が参加する。学外からは、量子コンピュータおよび MEMS 分野の第一人者であり、これまでに

一部共同研究を開始している、伊藤教授、町田教授、藤田教授（現在本学特任教授）
等を研究協力者とし、それら新分野との融合研究において支援を得る。以上、電子、光系の量子デバイス、NEMS との融合デバイスの開発を、有機的な連携に基づいて、効率的に推進できる研究体制を構築している。
また、博士研究員として周培基氏が加わり、光デバイスの研究推進に大きく貢献している。大学院生は年度ごとに２０名、学部生も２０名程が、本事業の研究を修士論文、卒業論文テーマとしており、本事業の研究推進の中心的役割を担っている。事業開始
からの 3 年度で、合計で修士約 50 名、卒論生約 70 名が関わった。

（３）研究施設・設備等○研究施設
総合研究所ナノエレクトロニクス研究センター
使用面積： 1,019m2 [クリーンルーム 303 m2、準クリーンルーム 203 m2]
使用者数： 研究者 7 名、 大学院生 20 名（/年）、 学部生 20 名（/年）○主な研究装置、設備の名称及びその利用時間
装置・設備の名称 利用時間（時間/ 装置・設備の名称 利用時間（時間/年）年）
ＭＢＥ結晶成長装
１２００
イオン注入装置
６００
置
ALD 装置２４０
赤外顕微 PL 装置
６００
Ｘ線回折装置
１２００
電子線描画装置
１２００
Ｘ線光電子分光装
２４０
プラズマＣＶＤ装２４０
置
置
スパッタリング装
２４０Hall 測定装置
６００
置
本事業において、Ge デバイスのパッシベーション膜、ゲート絶縁膜形成用の原子層堆積（ALD）装置(2015 年度)を新規整備、長波長領域検出用フォトディテクター（2015年度）を赤外顕微 PL 装置に増設し、両装置とも 2016 年度より稼働開始している。

（４）研究成果の概要【テーマ１ ： Ge 電子系量子デバイス開発の研究成果】①

Ge を基盤とした NEMS(MEMS)デバイスの作製、また各種新規量子デバイスの作

製のために、そのプラットフォームとして、Ge-on-Insulator(GOI)基板の形成が非常に重要となる。GOI 基板の作製プロセスとして、高品質歪み Ge 薄膜の Si ウェハー上へのエピタキシャル成長と、ウェハーボンディング（貼り合わせ）手法を開発した。
特に本事業では、新たに SiGe エッチングストップ層を導入することにより、これまでの GOI 基板の膜厚を大幅に薄膜化（50nm 以下）することに成功した（＊１）。これは、完全空乏型 GOI 大口径ウェハーの実現につながる。特に、ストップ層の成長温度の低温化により、これまでの GOI 基板の膜厚を大幅に薄膜化しながら、転位発生を完全に抑制した GOI の作製に成功した。一方、成長温度低下に伴う正孔発生と移動度低下が起こることが分かり、今後の検討事項となった。
② Ge 量子デバイスの実現のためには、Ge チャネルデバイスの高移動度化の必須となる。従来の Si 基板面方位(100)の性能を超えるために、異なる面方位、特に Si(110)、
Si（１１１）面基板を導入した。我々の独自技術であるイオン注入法を駆使することで、SiGe(110)層を効果的に歪み緩和させることに成功し、今後の高移動度(110)面チャネル形成を可能とする基板作製技術を示した（＊２）
。また、Ge-on-Si(110),(111)層の結晶成長を試みた。面方位に依存した成長最適条件があることを明確化し、各最適条件において高品質 Ge 膜の形成を可能とした（＊３）。これは、今後の高移動度
Ge(110)面チャネルデバイスや、Ge(111)のスピンデバイスへの応用を可能とする。
③ Ge 量子デバイスの一つとして、エピタキシャル成長 Ge 層上への直接原子層堆積（ALD）法によって、高品質 Al2O3 絶縁膜/Ge 界面を形成することで、特性劣化の要。さらに因となる、界面での GeOx 層の形成を抑制できることを明らかにした（＊４）
Ge エピ膜上では、ALD 膜形成開始までの待機時間がほぼゼロとなり、ダングリングボ
ンドを有する表面上への ALD メカニズムが水素終端表面と大きく異なることを示した（＊４）。
④ 上記手法により、高品質 Al2O3 絶縁膜を形成した歪み Ge 表面チャネル構造において、埋め込みチャネル構造と同等の高移動度を得ることができ（＊５）、高移動度表
面チャネル GeMOS デバイス実現へ有望な結果となった。
⑤

Ge デバイスの応用を、システムインディスプレイやフレキシブル・エレクトロニクス分野へ展開するため、ガラス等の透明基板への貼り合わせ技術開発を進めた。
大きな熱膨張差により、貼り合わせ強度の向上が課題であったが、今回ガラス上へア
モルファス Ge を堆積した後に貼り合わせを行い、接合界面での良好な単結晶化を誘起させることで、結合強度の大幅向上が可能であることを示した（＊６）。これにより、今後ガラス基板やプラスチック基板等への Ge デバイス形成が期待される。
⑥ Ge(111)は、電子の移動度が高いことや、高品質強磁性体のエピタキシャル成長が可能であり、スピントロニクスに応用できることから注目を集めている。さらに Ge
上に歪み Si1-ｘGeｘ(111)チャネルを形成することで歪み効果による特性向上が期待される。本研究では、高品質な歪み Si1-ｘGeｘ層の形成に向け、その歪み緩和初期過程を詳細に調べ、実験的に臨界膜厚(tc)を決定した。特に tc の Ge 組成、基板面方位依存性を詳細に調べ、系統的データを得た。また、tc が Ge-on-Si(111)及び Ge(111)基板上で大きく異なることを初めて明らかにし、下地となる Ge 基板の品質が極めて重要であることを示した（＊７）
。
【テーマ２ ： Ge 光系量子デバイス開発の研究成果】① Si 基板上に Ge 膜を 2 段階成長法によって成長することで、熱膨張差により引っ張り歪みを有する Ge 膜が形成され、これを GOI 化することに成功した。これによって、結晶欠陥が完全に除去され、さらに光閉じ込め効果を持つことによって、100 倍を超える発光強度増大を観測した。さらに Electroluminescence(EL)デバイス構造を形成し、Ge からの室温での EL 発光を得ることに成功した（＊８）
。
② 引っ張り歪み GOI のより簡便な作製手法として、エピタキシャル・リフトオフ（ELO）法を開発し、本プロジェクトで我々が開発済の貼り合わせ方と比較し、作製プ
ロセス時間を大幅に短縮することに成功した。さらに、ELO プロセスのためのパター
ニングによって、通常の GOI を超える発光強度増大が得られた（＊９）
。
③ Si 上に形成した Ge 膜に、マイクロブリッジ構造を形成することによって、歪みをさらに増大させることに成功（＊１０）し、これによって発光強度の増大、発光エネルギーの系統的なレッドシフトを観測し、直接遷移による発光メカニズム、バンド
スプリッティング機構を解明することができた。さらに、Ge マイクロブリッジ構造の発光特性を解析した結果、ブリッジ幅に対応する共振発光が観測されていることが分かった。この結果に基づき、ブリッジサイドにブラッグ反射鏡構造を形成することで、歪みに影響を与えずに共振効率を高める構造を設計、計算した（＊１０）
。
④ Ge 量子ドット積層構造に、ｎ型のデルタ・ドーピングを施すことにより、電子の閉じ込め効果を高め、発光強度の大幅増大に成功した（＊１１）
。さらに、ドーピン
グを行った Ge 量子ドット構造や GOI 構造に、マイクロディスク共振器を形成することで、非常に鋭い発光ピークが得られ（＊１２）
、今後のレーザー開発に Doped Ge ドットおよび GOI のマイクロディスクが有効であることを示した。
⑤ Ge からの発光効率をさらに向上させるために、アモルファス Si（a-Si）を用いた GOI の表面不活性化（パッシベーション）を試みた。近年、Si 太陽電池では、その高い変換効率を得るために水素化アモルファス Si（a-Si:H）膜の形成が必須技術となっており、今回はそれと完全に同様な、プラズマ CVD による膜形成を行った。特にｐ型の a-Si:H 層を堆積させた場合、もとの GOS と比較して約 15 倍の発光強度を得る
ことに成功した。一方、n 型 a-Si:H 膜を堆積させた場合では発光強度が減少し、伝導タイプの制御が重要であることを示している。バンド構造計算より、p 型 a-Si:H の場
合、Ge 表面がバンドベンディングを起こして電子が表面からバルク内部に拡散する、
いわゆる電界効果パッシベーションの効果によって、表面での非発光再結合が大きく抑制され、発光強度増大につながったものと結論付けられた。これらの結果より、ア
モルファス Si による表面パッシベーションが Ge 発光素子において重要であることが示された（＊１３）。
⑥ 光デバイス応用としても GOS の n 型制御が極めて重要であり、GOS への In-situ
ドーピング制御技術開発を進めた。高濃度ドーピングのために低温成長とポストアニール法により、結晶性の向上とドーピング濃度向上を同時に得ることができるようになり、それによって高い発光効率を得られた（＊１４）
。これまでの SOD によるドーピング手法に比べ、MBE であることからその制御性は格段に高く、ドーピング制御がキーとなる LED デバイス実現へ向けて有用な成果と言える。
⑦ Ge 光デバイスとスピントロニクスの融合を検討し、特にスピン注入可能な強磁性体電極を用いた Ge スピン LED の開発を開始した。Ge 上へ CoFeAlSi 系ホイスラー
合金をエピタキシャル成長させた構造（阪大との共同）からの EL 発光観測に成功し、今後スピン偏極発光、つまり円偏光発光実現へ向けた大きな前進となった。
⑧ 新たな試みとして、ガラス上への Ge ナノ構造形成を試みた。ガラス基板を溶液処理するだけで、ガラス表面から階層的にサイズが変化するナノ多孔層を非常に容易に形成可能であることが報告されており、このナノ多孔層上に非晶質 Ge を堆積し、その結晶化や光学特性を調べた。ナノ多孔層の影響により、結晶化が促進されることが分かり、さらに室温での発光も観測され（＊１５）
、Ge ナノ微結晶がガラス上に形成されていることを示唆しており、今後ガラス上発光デバイス化への道が拓けた。
⑨ Ge の発光デバイスが本事業によりかなり実現化してきたので、次の研究に向けて、Ge のセンサーへの研究を開始した。Ge は赤外光の発光と受光ができ、さらに導波路として有効であることから、非常に小型の微量ガスセンサーへの応用が期待できる。まずは，SOI 基板上にサブ波長格子 (SWG) 構造を有する導波路，グレーティ
ングカプラ及びマイクロディスク共振器を集積した中赤外光デバイスの作製及び評価を行った．ファイバ–導波路間の結合効率を測定し、最大で 10.07 %の結合効率が得られた．また，デバイスの透過率スペクトルを測定し、カップリング長 90°，ギャッ
プ 0.15 μm のデバイスで臨界カップリングが得られた．この共振器の Q 値を算出
し，intrinsic Q ~ 3200 が得られた．また，この共振器に伝搬する光の光路長はおよそ1m という解析結果を得られた．これらの結果から，作製した中赤外光デバイスは微量ガスの検出に有用であると評価した（＊１６）
。

＜優れた成果が上がった点＞① Ge 膜の Si 上への高品質結晶成長技術と、Ge 膜の酸化膜上への直接ウェハー貼り
合わせ技術を組み合わせ、さらにエッチングストップ層挿入などの手法を最適化する
ことによって、Ge-on-Insulator (GOI) 基板作製技術をより進展させ、その超薄膜化（50nm 以下）
、面内均一化、高移動度（市販の G ウェハーと同等の Hall 移動度 2000
2
cm /Vs 以上）、高効率発光能力（Ge ウェハーの 100 倍）を全て兼ね備えた GOI 基板

の創出に成功した（＊１７）
。これにより、量産化が可能である、GOI 大口径ウェハーの実現につながる。
② Ge NEMS（MEMS）デバイス実現へ向けて、マイクロ構造の作製を進め、我々の技術の特長である歪み Ge エピタキシャル成長と GOI 基板技術を有効に利用すること
で、１軸性、および 2 軸性のマイクロブリッジの形成と、引っ張り歪みの大幅な増強に成功した。その結果、このマイクロブリッジ構造から非常に大きな室温発光が得られるとともに、ブリッジ内での共振現象による鋭い発光が観測された（＊１８）。さらに、ブリッジへ電流を注入することで発光波長が変調されることも示され、センサー等への応用へ向けた MEMS 融合光デバイス実現につながる可能性を示した。
③ 高品質な Ge-on-Si 膜の形成技術を確立した後に、さらにその上に歪み SiGe ヘテ
ロ構造を形成することで、量子閉じ込めや歪み効果を利用した、新たな光・電子量子構造デバイスの実現につながる。しかしながら、本研究での詳細な調査によって、Ge
基板上と比較し、Ge-on-Si の上に歪み SiGe 膜を形成すると、膜へのクラックが発生
しやすく、いわゆる歪みを維持した状態で成長可能な臨界膜厚が著しく減少しまうことが明らかとなった。それを抑制するために、Ge-on-Si 層にパターニングを施しメサ構造とした上に SiGe を成長することで、クラックの発生を完全に抑制することに成功した。その結果、Ge-on-Si 上の臨界膜厚は大きく向上し、Ge 基板上の臨界膜厚を超えることが分かった（＊１９）
。すなわち、パターニング Ge-on-Si 基板を利用する
ことで、より大きな歪みを有し、歪み安定性が高く、高品質な SiGe 膜が形成可能となり、各種量子デバイスへの応用の道が大きく開けたと言える。
④ Si 上にエピタキシャル成長によって Ge を形成する Ge-on-Si 構造において、Ge
成長中に最適化されたドーピング技術によって、ボロンとリンを順番に高濃度ドーピ
ングすることで、Ge 層中に pin 構造を形成した。Ge 表面はｎ型のコンタクト形成が非常に難しいが、δドーピング技術と Si 原子層挿入手法を用いることで、非常に抵抗の低いコンタクト形成に成功した。これらの結果、pin 構造の良好なオーミック特性が得られ、非常に大きな EL 発光を室温で得ることができた。注入電流密度に対して、閾値を持った発光特性が得られ、共振器構造を形成することでレージングする可能性を強く示唆している。

＜課題となった点＞
全体として、当初目標に対してよい成果を残すことができたため、大きな課題はない。今後の展開を見込んで挙げるとすれば、GOI の作製において、大面積化可能な手法を確立したものの、大学の研究室では実際に 300mm ウェハーを扱うことは不可能であり、チップ形状の実験にとどまっていた。つまり、実際に大面積 GOI を完成させるには、その設備を有する企業でないと不可能である。今後、企業連携の可能性を探り、連携できた後には、実際に大面積 Ge ウェハーを実現し、量産化へ結びつけてい
きたいと考えている。

＜自己評価の実施結果と対応状況＞
本学総合研究所にて、定期的に「総研セミナー」を開催し、学外の有識者による講演を頂き、本事業の研究内容も含めて議論を行う場としている。セミナーでは適宜本事
業のメンバーによる成果報告を含め、学外有識者に評価頂くと共に、学内の研究者との討論を深め、自己評価を活発に進めている。また、事業の研究に関わる学生は毎週ミーティングにて研究進捗報告を行い、事業メンバー教員と学生の間で討論を交わし、その都度研究計画を練っている。また、総合研究所が毎年発行する紀要に、ナノエレクトロニクス研究センターの研究活動を掲載し、学内の全学部・全学科に配布、情報公開すると共に、主要な研究機関に送付している（
【資料３】
）
。
また、SCOPUS を利用した自己評価を進めている。特に発表論文の Impact Factor (IF)
値の分析を行った。代表者澤野の 2016 年度の SCOPUS 採録件数は 15 件、IF 合計は32.091 となり、この数値は学内トップであった。これは本事業の成果として IF の高い論文誌への論文採択が非常に多いことを示している。
さらに、学内の研究推進部において、エルゼビア・ジャパン（株）に本学教員の研究
業績の分析および他大学との比較分析等を依頼しており、その結果をもとに、本事業メンバーの研究業績について客観的視点で自己評価を行った。評価指標として、発表
論文数と論文被引用数に注目した。2015 年から現在までの発表論文数では、学内全教員（２６０名ほど）の順位を付けると、上位３名が本事業メンバーであり、代表者澤野は２位となっている。被引用数でも、代表者澤野は２位であった。論文引用数は発表後の継続的な研究活動により増加するので、その高さは事業の着実な成果が出ていることを顕著に示しており、学内でもトップレベルの研究組織となっていることが自己評価として結論できる。
また、センターメンバーの研究活動が学内で評価された事例として、下記学内での表彰を付記したい。まず、研究センターメンバーの徐が、平成 28 年度東京都市大学・若手研究者奨励賞を、研究代表の澤野が平成 29 年度東京都市大学・優秀研究者賞を授与された。また、メンバーの黒岩、田中も平成 30 年度、31 年度にそれぞれ若手研究者奨励賞、優秀研究者賞を授与された。優秀研究者賞は年間一人以下、奨励賞は 2-3
名の枠であることからも、本研究センターメンバーが顕著な成果を挙げ、学内で高く評価されていることを示している。
＜外部（第三者）評価の実施結果と対応状況＞
外部評価に関しては、半導体材料・デバイス、先端計測、シミュレーションの各分
野で優れた業績と見識を有する外部有識者からなる外部評価委員会（下表を参照）を設置し、2 回の外部評価委員会を開催し、ご指導を頂いた。
表

外部評価委員会委員の所属・氏名・専門分野
所 属・職 名氏 名専 門 分 野名古屋大学大学院・教授
中塚 理 (*)
半導体薄膜、デバイス物理
産業技術総合研究所・副理事長 金山 敏彦
半導体計測、プロセス技術
東京大学大学院・教授
鳥海 明
半導体デバイス物理日立製作所・研究開発 Gr.技師長 佐々木 直哉 材料・デバイスシミュレーション(*) 2018 年度より、名古屋大学大学院教授・副総長 財満鎭明先生から交代

第 1 回（2015 年 12 月 14 日）：本プロジェクト発足時のキックオフ・シンポジウムに合わせて、開催し、研究内容と目標に関するご評価を頂き、双方ともプロジェクト研
究として妥当なものであるとの評価を頂いた。
第 2 回（2018 年 5 月 11 日）：外部評価委員会を開催した。研究進捗に関するご評価を頂いた。研究進捗状況、公表状況、組織、施設整備状況に関して 5 点満点で評価点を付けて頂き、その他コメントも頂いた。いずれの項目も概ね良好であるとのご評価を頂いた。
（評価シートについては添付【資料４】参照）
評価項目
4 名の平均ポイント【１】研究進捗状況について
4.25/5.00【２】研究成果の公表状況について
4.25/5.00【３】研究組織について
4.25/5.00【４】研究施設整備状況について
4.25/5.00＜研究期間終了後の展望＞
テーマ１「Ge 電子量子デバイス開発」については、非常に高品質な Ge ウェハーをSi 上に形成することに成功し、さらにその上に歪み SiGe ヘテロ構造の形成が可能となったことから、今後、様々な量子デバイスへの応用が期待できる。特にスピントロ
ニクス・デバイスへの応用が大いに期待できる。強磁性体を形成するためには、SiGe(111)面の利用が有効であり、本研究では世界に先駆けて(111)面の検討を開始し、
歪み SiGe(111)の高品質化を世界で唯一実現している。これまで大阪大学・浜屋研究室との連携でスピンデバイスを研究してきているが、今後さらにこれを推進していく予定である。
また、MBE と真空接続された ALD による高品質ゲート絶縁膜形成に成功したので、今後、良質なゲーティングによるゲート誘起 Ge 量子ドットデバイスへの展開が期待できる。これは、これまで Si 系で量子コンピュータ応用へ向けてドットデバイス研究を進めているドイツ・レーゲンスブルグ大学のグループと共同で進めて行く予定である。
また、テーマ２「Ge 光量子デバイス開発」について、Ge-on-Si から強い室温 EL 発光が得られ、特にこれは結晶成長による高精度な pin 制御によるものであることから、結晶成長によって i 層への歪み SiGe 導入が可能である。i 層へ歪み SiGe 層を形成する
ことで、量子閉じ込めによる発光向上、発光エネルギー制御、単色光化が容易となる。
Ge レーザーを実現し、光配線への適用、また Ge 赤外光センサーへの利用が期待できる。
＜研究成果の副次的効果＞
多大な補助を頂いたことで多くの成果を残すことができ、これはこの研究に関わった学生（上記の通り、100 名以上）にとっても大きな経験となった。研究における苦労と、その後のいわゆる成功体験によって、研究そのものの本質を喜びと共に学ぶことができ、企業に就職してからも、高い創造性、独自性をもって企業に貢献していける力を身に付けたと言える。大学の役割として、研究活動によって社会に還元するだ
けでなく、社会を変革する力を持った学生を輩出するという社会貢献もできたのではないかと考えている。

１４ 研究成果の詳細

テーマ １＆２「歪み Ge-on-Insulator 基板の作製と発光デバイス開発」

テーマ １「エピタキシャル Ge 上の直接 ALD による Al2O3 層の形成と評価」「SiGe エッチングストップ層を用いた貼り合わせ薄膜 GeOI 基板の作製」「MBE と ALD による Al2O3/歪み Ge 表面チャネル構造の形成と電気特性評価」「貼り合わせ法によるガラス基板上 Ge 膜形成」
「パターニングによる歪み SiGe 層中クラック発生の抑制」「In-situ ドープによる Ge-on-Si(111)の n 型伝導制御」

テーマ ２「円形ブラッグ・グレーティングを有する Ge マイクロディスクの共振 PL」「ナノ多孔層ガラス基板を利用した Ge ナノドットの作製」「ウェットエッチングによる歪み Ge マイクロブリッジの作製」「Ge 量子ドットを有する円形 DBR 微小共振器構造の発光特性」「アモルファス Si を用いた表面不活性化 GOI からの発光増大」「Ge-on-Si メサ型 LED デバイスの作製と EL 発光観察」

テーマ１＆２「歪み Ge-on-Insulator 基板の作製と発光デバイス開発」

1. はじめに1.1. 歪みゲルマニウム発光源
シリコンプラットフォーム上のモノリシックな光電子集積回路の実現に向け，発光源として Ge が注目されている[1]．Ge は Si よりもバンドギャップが狭く，通信波長帯に発光波長を持つ．また，間接遷移型半導体であるものの，Γ点にバレーを持ち，L 点とのエネルギ
ー差は比較的小さい．さらに Si 基板上に Ge をエピタキシャル成長させることで，Si と Geの熱膨張率の違いから，Ge に引っ張り歪みが導入される．引っ張り歪みの導入により，Γ
－L バレー間のエネルギー差が減少し，直接遷移型に近づけることができる．さらに，高濃度 n 型ドーピングによってΓ点での電子濃度を増大させることで，より直接遷移の寄与を大きくすることにより，発光効率が増大する．これまでに，この引っ張り歪み Ge 構造からレーザー発振が報告されている[2-4]．しかし，依然として，閾値電流を低下させることが実用化に向けて必要であり，そのための技術開発が今後の課題であると言える．

1.2. Ge 発光デバイスの高効率化へ向けて
高効率 Ge 発光構造のための我々の取り組みについて紹介する．Ge/Si ヘテロ界面近傍に存在する結晶欠陥による非発光再結合の抑制を試みた．Ge と Si は 4%の格子不整合を有するため，成長中の歪み緩和に伴う転位の発生は不可避である．また，後述するように，転位を閉じ込めるために Ge 低温成長層を挿入するため，そこでは多量の点欠陥も発生している．そこで我々は，Ge/Si 界面の欠陥層を除去するために，Ge-on-Insulator (GOI)構造の形

図1

Ge エピタキシャル成長と貼り合わせによる歪み GOI 作製プロセス

成技術を開発してきた[5]（図 1）．Si 上のエピタキシャル歪み Ge 膜を絶縁膜(SiO2)上に直接貼り合わせ，基板の Si を選択エッチングにより除去することで GOI 構造となる．転位を多く含む欠陥層は最上部となっているため，CMP によってそれらを完全に除去することが可能である．さらに GOI 構造のメリットとして，低屈折率の SiO2 膜が Si 基板との間に挿入されていることから，面直方向の光の閉じ込め効果も増加するため，発光効率向上に有効である．他の GOI 作製手法と比較し本手法は，歪みの導入が可能，Si ウェハーと同じ大面積化が可能，面内の膜厚均一性が高いなどの利点が挙げられる．
さらに歪み Ge からの発光効率向上のためには，より高い濃度の n 型不純物をドーピングする必要がある．これまでに，結晶成長中の in-situ ドーピング[6]や，成長後の Spin-onDopant の熱拡散[7]による高濃度ドーピングにより発光強度の増大を得ている．また，Geの歪み量増大も発光増大に寄与し得るが，Ge の歪み量は Si との熱膨張率差で決まるため，歪み量増大のためには，マイクロブリッジ構造を形成するなど，弾性的歪み印可手法を利用する必要がある[8]．
また，より発光効率を高めるための最適な光共振器構造の形成も重要となる．我々はこれまで、マイクロディスク共振器構造について検討している[6,9,10]．構造作製には，ドライ
エッチングによりメサ構造を形成するが，メサ側面や表面での非発光再結合が問題となる．
そのため，端面の反射による Fabry-Perot (FP)共振ピークは，コントラスト・Q 値共に低下してしまう．これを解決するために，円形ブラッグ・グレーティング(Circular Bragg
Gratings : CBGs)を利用することによる反射率増大を図っている[9]．さらに表面パッシベーションによる再結合抑制も効果的である[10]．以下，いくつかの実験結果について紹介する．

2. 歪み GOI マイクロディスク形成手法
以下歪み GOI マイクロディスク共振器までの作製プロセスを説明する．まず Si 基板上
Ge 膜（Ge-on-Si）の成長を，固体ソース分子線エピタキシー(MBE)を用い，2 段階成長法
により行った．Si(100)基板上に成長温度 350℃にて 40 nm の低温 Ge(LT-Ge)層を成長し，
その後 600℃にて 700 nm の高温 Ge(HT-Ge)層の成長を行った．次に，成長した Ge-on-Siと，
熱酸化により形成した SiO2/Si 基板を，両者親水化処理を施した後に貼り合わせ，700 ℃
で 1 時間熱処理を行った．次に，トップの Si 層を研磨と KOH による選択エッチングにより除去し，最後に CMP によって欠陥を含む LT-Ge 層を除去し GOI 構造を形成した．また，
P のドーピングは，Spin-on-Dopants (SOD)による塗布とその後の熱拡散によって行った[7]．ラマン分光測定により，プロセス後の歪み量はプロセス前と同じ 0.22%の引っ張り歪みを有していることが確認された．
共振器構造として，円形 Ge メサ型構造 (マイクロディスク)と円形ブラッグ・グレーティ
ング(CBGs)を，電子線描画と反応性イオンエッチングにより形成した．ディスク直径は 4-

図 2 GOI と Ge-on-Si のホール移動度と正孔密度の温度特性
16 µm，CBGs のグレーティング周期は 280-400 nm とした．また，光の検出効率を向上させるため，プラズマ CVD により厚さ 650 nm の SiO2 膜を堆積した[9]．

3. 結果と考察
3.1. Ge-on-Si と GOI の電気特性
Ge-on-Si とノンドープ GOI の結晶性の評価として，まず電気伝導特性について調べた．
図 2 はホール移動度とキャリア密度の温度特性を示す．Ge エピ膜中には，ノンドープであるが，正孔が存在することが分かった．これはアクセプタ―ライクの欠陥に由来するものと考えられる．しかしながら，得られたキャリアシート濃度から換算すると，1016 cm-3 以下の濃度であることが分かり，欠陥由来の正孔濃度としては他の手法に比べ非常に低く抑えられている．特に Ge-on-Si に比較して GOI ではより濃度が低いことが示された．これは，欠陥層除去による効果と言える．それを反映し，室温の正孔ホール移動度は 2000 cm2/Vs に

図 3 GOI と Ge-on-Si の室温 PL スペクトル．

図 4 P をドープした GOI の(a) 断面 TEM 像と (b) P 濃度の SIMS プロファイル
達する高い値を示した．これはバルク Ge に一致し，作製された GOI が非常に高品質な結晶性を有していることを示している．

3.2. Ge-on-Si と GOI の発光特性
続いて，作製した Ge-on-Si と GOI の発光特性を室温にて Photoluminescence (PL)測定により調べた．励起波長 976 nm，InGaAs ディテクタを使用した．GOI 構造とすることで，
Ge-on-Si と比較し約 20 倍の発光強度増大が得られている．これは，GOI 構造とすること
で，欠陥を多く含む LT-Ge 層が除去されたため，非発光再結合が効果的に抑制されたためと考えられる．さらに，Ge/SiO2 の高い屈折率差による光の閉じ込め効果も強度増大の要因と考えられる．
Γ点への電子注入による直接遷移化のために，Spin-on-Dopant を用いて P 不純物の熱拡
散ドーピング GOI に対して行った．図 4 に n 型ドープ GOI の断面 TEM 像と P 不純物原
子濃度の SIMS プロファイルを示す．TEM 像より，熱拡散ドーピング後においても，欠陥
層や貫通転位が見られず，良好な結晶性を有していることが分かる．また GOI 膜厚全体で，約 6-9×1019 cm-3 のほぼ一様なドーピング濃度を持つことが分かった．なお，Ge/SiO2 界面に高濃度の P が存在していることが分かり，GOI 層を拡散した P の多くが界面でトラップされていることが明らかとなった．熱処理条件の最適化によって，より高濃度化が可能であることを示唆する．
この試料の室温 PL 測定結果を図 5 に示す．n 型ドーピングにより，ノンドープ GOI に比べ，さらに約 4 倍の発光強度増大が得られた．これはΓ点への注入電子の増加に起因するものであると考えられる．また，ドーピングによる発光ピークの長波長側へのシフトも確

図 5 n 型ドープした GOI とノンドープ GOIの室温 PL スペクトル．

(b)

(c)

図6

(a) 通常の GOI マイクロディスクと(b) (c) 円形ブラッグ・グレーティングを有するマイクロディスク構造の SEM 像

図 7 (a) (c) 通常の GOI マイクロディスクと (b) (d) 円形ブラッグ
グレーティングを有するマイクロディスク構造の PL スペクトル

認され，これは Band Gap Narrowing によるものと考えられる．エネルギーシフト量から電子濃度を見積もったところ，P の活性化率は 20%程度と低いことが分かった．
以上，Ge-on-Si から GOI 化，さらに n 型ドーピングを施すことにより，40 倍の発光強度増大が得られたことになり，本構造の有効性が示された．
3.3. 円形ブラッグ・グレーティングを有する GOI マイクロディスク共振器構造
n 型ドープ GOI を用いて，円形ブラッグ・グレーティング(CBGs)を有するマイクロディ
スク構造を作製した．SEM 像を図 6 に，室温と低温(27 K)での PL スペクトルを図 7 に示
す．CBGs の有無にかかわらず，周期的な FP 共振ピークが確認できる．CGBs の形成により，バンドギャップ付近から約 1.9 µm までの波長域で，高コントラストな FP 共振ピークの観測に成功した．さらに，1.6 µm 付近の共振ピークの Q 値は，通常のマイクロディスクの場合は 130 であるが，CBGs の形成により 370 と約 2 倍の増大が得られた．これは，従来のマイクロディスクの端面と比較し，CBGs によって反射率が大きく向上していることに起因する．詳細な評価より，反射率は 3 倍程度向上し，されにグレーティング周期の制御によって共振発光強度向上が可能であることが示された[9]．これより，低閾値 Ge レーザー
実現向けて，CBGs が非常に有望な構造であると言える．

4. まとめ
歪み Ge 発光構造の発光効率を向上させるための我々の最近の取り組みを紹介した．今後さらなる Ge 結晶の低欠陥化，Ge/SiO2 貼り合わせ界面，共振器構造の表面・側面の高品質化・不活性化，n 型不純物の活性化率向上と歪み率の向上が低閾値 Ge レーザー実現に向けて重要であると考えられる．

【参考文献】[1]S. Saito, A. Z. Al-Attili, K. Oda, and Y. Ishikawa, Towards monolithic integration of germanium
light sources on silicon chips, Semicond. Sci. Technol. vol.31, 043002, March 2016.
[2]J. Liu, X. Sun, R. Camacho-Aguilera, L. C. Kimerling, and J. Michel, Ge-on-Si laser operating
at room temperature, Opt. Lett. vol.35, no.5, pp. 679-681, March 2010.
[3]R. E. Camacho-Aguilera, Y. Cai, N. Patel, J. T. Bessette, M. Romagnoli, L. C. Kimerling, and J.
Michel, An electrically pumped germanium laser, Opt. Express vol.20, no.10, pp.11316-11320, May
2012.
[4]R. Koerner, M. Oehme, M. Gollhofer, M. Schmid, K. Kostecki, S. Bechler, D. Widmann, E.
Kasper, and J. Schulze, Electrically pumped lasing from Ge Fabry- Perot resonators on Si, Opt.
Express vol.23, no.11, pp.14815-14822, June 2015.
[5]Y. Hoshi, K. Sawano, K. Hamaya, M. Miyao, and Y. Shiraki, Formation of Tensilely Strained
Germanium-on-Insulator, Appl. Phys. Express vol.5, 015701, December 2012.
[6]K. Nishida, X. Xu, K. Sawano, T. Maruizumi, Y. Shiraki, Highly n-doped, tensile-strained Gegrown on Si by molecular beam epitaxy, Thin Solid Films vol.557, pp.66-69, 2014.
[7] X. Xu, X. Wang, K. Nishida, K. Takabayashi, K. Sawano, Y. Shiraki, H. Li, J. Liu, and T.
Maruizumi, Ultralarge transient optical gain from tensile-strained, n-doped germanium on silicon by
spin-on dopant diffusion, Appl. Phys. Express vol.8, 092101, August 2015.
[8] K. Sawano, X. Xu, S. Konoshima, N. Shitara, T. Ohno, and T. Maruizumi, Straining of GroupIV Semiconductor Materials for Bandgap and Mobility Engineering, ECS trans. vol.75, pp.191-197,
October 2016
[9] Xuejun Xu, Hideaki Hashimoto, Kentarou Sawano, and Takuya Maruizumi, Highly n-doped
germanium- on- insulator microdisks with circular Bragg gratings, Opt. Express vol.25, pp.6550-6560,
March 2017.
[10] X. Xu, H. Hashimoto, K. Sawano, H. Nohira, and T. Maruizumi, Enhanced light emission
from germanium microdisks on silicon by surface passivation through thermal oxidation, Appl. Phys.
Express vol.9, pp.052101-1~4, March 2016.

テーマ１「エピタキシャル Ge 上の直接 ALD による Al2O3 層の形成と評価」

１．はじめに近年 Si に代わる次世代 CMOS のチャネル材料として移動度の高い Ge が注目されている。
特に歪み Ge はバルクを大きく超える室温正孔移動度が報告されている[1, 2]。
Ge CMOS
の実用化へ向けての最重要な課題は、Ge 表面への良質なゲート絶縁膜の形成と言える。しかしながら、high-k ゲート絶縁膜と Ge の積層構造における界面準位密度(Dit)は、一般的に1012 eV-1cm-2 台と高く[3-6]、この低減のための様々な手法が開発されてきた。原子層堆積(ALD)により Al2O3 膜を堆積後に、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマ酸化することで1011 eV-1cm-2 以下の低 Dit 並びに高移動度(~600 cm2V-1s-1)の p-MOS 動作が報告されている[7-9]。さらに、high-k/Ge 構造に対して GeO2 を挿入すること[10,11]やポストアニールを施すことでも低 Dit を実現することに成功している[12]。
一般に Al2O3 膜は Ge 基板のウェット洗浄後に成膜されるが、Si と比べて Ge の洗浄では良質な水素終端が得られず、界面への不純物混入が危惧される。よって、Al2O3 膜と Ge 表面の界面をより高品質化することが、さらに低 Dit 化を実現するために重要であると考えられる。そこで今回我々は、MBE を用いて Ge を Ge 基板上にホモエピタキシャル成長させた後、ALD 法によって Al2O3 膜を堆積させた。ここで、MBE、ALD 両チャンバーは真空接続され、試料を大気に曝さずに搬送できるようになっている。今回、XPS 測定による化
学結合状態評価から、エピ Ge 上の直接 ALD により、界面特性の改善を確認したので報告する。
２．実験条件
本研究で作製した試料構造を Fig.1 に示す。まず、n-Ge(100)基板に固体ソース分子線エ
ピタキシー(SS-MBE)を用いて Ge 層(50 nm)をエピタキシャル成長させた後、ALD チャン
バーへ真空内搬送し Al2O3 を堆積させた(試料 A)。この試料の比較用として、別に 2 通りの方法で試料を作製した。1 枚目は、試料 A と同様、MBE により Ge 層(50nm)をエピタキシ
ャル成長させた後、一度 5 分間大気に晒し、ALD チャンバーへ再搬入して Al2O3 を堆積させた(試料 B)。比較試料 2 枚目は n-Ge(100)基板を NH3 水溶液と希 HF 及び超純水による化学洗浄後、ALD チャンバーに導入し、Al2O3 膜を堆積させた(試料 C)。ALD 原料は、いずれもトリメチルアルミニウム(TMA)と H2O を使用し、基板温度 200℃で、50〜400 サイ
クル成膜させた。
3 通りの方法で作製した試料は、分光エリプソメータによる Al2O3 膜の膜厚評価、さらにX 線光電子分光法(XPS)により化学結合状態を詳細に調べた。このときの線源は AlKα(1486.6 eV)、光電子脱出角(TOA)は 15°、21°､30°、52°、90°で測定した。各角度のスペク
トルにおける各ピーク強度比を取ることで、積層構造の元素分布について評価した。

３．結果及び考察
まず、分光エリプソメータにより各試料の測定を行い、フィッティングによって Al2O3 膜の膜厚を見積もった。TMA ガス流入、H2O ガス流入、パージを 1 サイクルとし、膜厚のサ
イクル数依存性を調べた（Fig.2）。

Fig.1 Sample structures formed in this study. (A) ALD Al2O3 on epi-Ge with air
exposure,(B) ALD Al2O3 on epi-Ge without air exposure and (C) ALD Al2O3 on wet-cleaned Ge
substrate.

Fig.2 ALD Al2O3 thickness
against ALD cycle for
Samples (A) and (C)ウェット洗浄後に ALD を行った試料(C)では、明らかに膜の堆積開始に遅れを確認できた。
一方、エピ Ge 成長後、真空内搬送を行い ALD した試料(A)ではこの堆積遅れが見られず、ALD 開始時から膜が生成され始めることがわかる。これは、エピタキシャル成長後、真空内で搬送することで清浄なエピ Ge 表面にダングリングボンドが残り、OH 基が容易に結合できるためであると考えられる。
試料の界面状態をより詳細に調べるため、ALD を 20 サイクルで成膜した試料(A)(B)のXPS 測定(脱出角:21°)を行った（Fig.3）。脱出角度を 21°と浅くすることで、より基板表面近傍の構成元素を調べることができる。まず Fig.3(a)から、真空内搬送を行った試料(A)のAl2O3 ピーク強度に比べて、一度大気に曝した試料(B)のピーク強度(Fig.3(b))からは強度比を考慮すると Al はほとんど存在していないことが分かる。つまり試料(B)表面付近には Alがほとんど存在していないと言え、このことからエピタキシャル成長させた Ge 上に ALDを行っても、エピ成長後に試料表面を大気に暴露することで、ウェット洗浄した試料(C)のように Al2O3 堆積に遅れが発生していることがわかる。
Fig.3(d)からは、特に試料(B)の GeOx ピークの存在が明らかで、一方 Fig.3(c)の真空内搬送を行った試料(A)にはほとんど見られない。また、試料(A)の Ge ピークが低いのは、基板表面付近に Ge の存在が少ないことを表している。つまり反対に Ge ピークが高い試料(B)では基板表面に Ge が多く存在していることがわかる。このことからエピタキシャル成長した Ge 上に Al2O3 を堆積させる際 ALD 装置へ真空内搬送を行うことで Ge の酸化も抑制できるといえる。

(a)(b)

Fig. 3 (a)(b) Al 2p and (c)(d)Ge 3d XPS photoelectron
spectra at various TOA for
sample(A) (a)(c) and sample(B)(b)(d).

また、エピ Ge 後一度大気へ曝し ALD した試料(B)の XPS 測定(Fig.3)結果で GeOx が存在していることがわかったので、5 つの角度ごとに測定を行い試料構造を調べた。
Fig.4(a)(b)(c)(d)でこの測定結果を示す。角度分解と強度の関係からは、脱出角度(TOA)が浅いとき基板表面、脱出角度が深いとき基板のより深くに何の元素の存在が多いかを見ることができる。Fig.4 からは、Al 2p のピークは脱出角度が浅いほど高く、深いほど低いことが読み取れる。Ge 3d の場合脱出角度とピーク強度の関係は Al 2p と逆であった。

Fig. 4 (a)(b) Al 2p and (c)(d)Ge 3d XPS photoelectron
spectra at various TOA forFig.4 での結果を Fig.5(a)(b)では、各角度でのピーク強度面積を算出し、GeOx に注目して比較を行った。Fig.5(a)IAl2+/IGeOx では脱出角度が浅いとき強度比が高く、脱出角度が深くなるにつれて強度比は低くなっている。このことから、ウェット洗浄後 ALD した試料(B)の表面には GeOx よりも Al2+が多く存在していることがわかる。また、IGe/IGeOx では脱出角度が浅いとき強度比が低く、脱出角度が深くなるにつれて強度比は高くなっている。これもまた、基板深くになるほど Ge が多くなっていると考えられるため、このことから試料(B)は Al2O3/GeOx/Ge(sub)構造であるといえる。さらに、真空内搬送した試料(A)で、先ほどと同様に脱出角度における元素強度面積の比較を行った。強度比と脱出角度の関係は試料(B)のときと、おおよそ変わらないが、IAl2+/IGeOx のすべての値は試料(B)よりも圧倒的に大きかった。ここでも、角度と強度比の関係から試料(A)は Al2O3/GeOx/Ge(sub)構造であるといえ
る。

(a)

(b)

Fig.5 TOA dependence of thearea intensity ratios between(a) the Al2+ peak and the GeOx
peak intensities and (b) Ge
peak and the GeOx peakintensities for the Al2O3/Ge
MOS capacitors(sample(A) andsample(B)).

４．まとめエリプソメータによる膜厚測定では、Ge をエピタキシャル成長させた後、真空内で ALD装置へ搬送、ALD 方により Al2O3 を堆積させた試料は H 終端後 ALD した試料と比べると100cycle 近く遅れ時間を短縮することができた。XPS では、サイクル数を固定し、スペクトル比較することで、エピ Ge 後直接 ALD した試料では Al2O3 が堆積されていたため遅れ時間が抑制されたこと、また基板表面における Ge の酸化がかなり抑制されることがわかった。このときのスペクトルは各脱出角度で測定し、それぞれのスペクトルからピークごとの面積を算出することにより基板深さ方向に関わる元素の存在を調べることができる。エピ
Ge 成長後一旦大気へ晒し ALD した試料では GeOx が存在していたが、この解析によって
Al2O3/GeOx/Ge(sub)構造をとっていたことがわかった。エピ Ge 後直接 ALD した試料でも同様の構造をとっていたことがわかり、IAl2+/IGeOx の強度比もエピ Ge 後大気へ晒しALD した試料よりも高い値を得た。以上の結果より、エピタキシャル成長させ、直接 ALDを行うことで、完全に清浄な表面へ高品質な Al2O3 膜が形成でき、界面特性の向上へつながることが期待される。

【参考文献】[1] T. Tanaka et al., APL 100 (2012) 222102.
[2] M. Myronov et al., Jpn. J. Appl. Phys. 53 (2014) 04EH02.
[3] A. Dimoulas et al., Appl. Phys. Lett., 86 (2005) 032908.
[4] C. O. Chui et al., IEEE Trans Electron Dev., 53 (2006) 1501
[5] M.-k. Bera et al., Semicond. Sci. Technol., 22 (2007) 1352.
[6] V. V. Afanas’ev et al., Appl. Phys. Lett., 87 (2005) 032107[7] R. Zhang, et al., J. Electro. Soc. 158(2) (2011) 178[8] R. Zhang, et al., Appl. Phys. Lett. 98 (2012) 112902[9] R. Zhang, et al., IEEE Trans. Electron Dev., 61 NO. 2 (2014) 416[10] S. Zaima et al., Jpn. J. Appl. Phys. 55 (2016) 08PC05[11] A. Toriumi et al., Appl. Phys. Lett. 104 (2014) 092909[12] K.-kato, et al., Jpn. J. Appl. Phys. 52 (2013) 04CA08

テーマ１「SiGe エッチングストップ層を用いた貼り合わせ薄膜 GeOI 基板の作製」【はじめに】
近年、シリコンプラットフォーム上の発光・受光デバイス、また高移動度チャネル CMOS
応用に向け Ge が注目されている。特に、引っ張り歪みによるバンド構造変調により、発光・受光効率や移動度の増大が期待できる。その中、我々はこれまでに、Ge エピタキシャル成
長と貼り合わせによって、歪み Ge-on-Insulator (GOI)基板の開発を行っている[1,2]。デバ
イス応用の点から、GOI 膜の均一性、薄膜化が重要である。通常 GOI の薄膜化はエッチングまたは CMP が利用されるが、エッチングや研磨レートのばらつきにより、大面積化において均一性制御は非常に難しい。そこで今回、Ge 膜上に SiGe 層を挿入することで、エッチングストップ層とし、エッチング制御のみで GOI の薄膜化を試みた。
【研究手法と成果】
Fig.1 に GOI 作製プロセスを示す。Si(100)基板上に固体ソース MBE を用いて、Ge 層を2 段階の成長温度で作製した(LT-Ge : 40 nm, 350 ℃、HT-Ge : 500 nm, 600 ℃)。その上に、エッチングストップ Si0.3Ge0.7 層 (7 nm, 400℃)、GOI となる Ge 層(100 nm, 400℃)を成長させた。試料の降温時に、Si と Ge の熱膨張差により、Ge 層に引っ張り歪みが生じる。
この試料を SiO2/Si ハンドル基板に貼り合わせ、研磨と KOH で Si 層を除去した。その後、
H2O2 による Ge のエッチングを SiGe 層まで行い、最後に KOH で SiGe 層の選択エッチングを行うことで薄膜 GOI を形成した。

Fig.1 エピ成長と貼り合わせによる歪み GOI 作製プロセス
Fig.2 に各段階でのラマン測定結果を示す。各段階において Ge 層の引っ張り歪みが維持されていることが確認でき、歪み率 0.22%を有する薄膜 GOI が得られた。Fig.3 にホール測定結果を示す。室温において 1000 cm2/Vs を超える正孔移動度が得られ、またバルク Geと同様な温度特性から、高品質な GOI が得られていると言え、高移動度 CMOS デバイスへの応用が期待できる。
【参考文献】 [1] Y. Hoshi et al., APEX 5, 015701 (2012). [2] K. Sawano et al., Thin Solid
Films 613, 24 (2016).

Fig.2 各作製ステップにおけるラマンスペクトル

Fig.3 GOI 構造のホール移動度と正孔密度の温度特性

テーマ１「MBE と ALD による Al2O3/歪み Ge 表面チャネル構造の形成と電気特性評価」【はじめに】
歪み Ge は、次世代 CMOS の p チャネル材料として期待されている。さらに Ge はスピン軌道相互作用が大きいことから、高移動度 2 次元ホールガスによるスピンデバイス応用も検討されている。これらの実現に向けて良質なゲート絶縁膜/歪み Ge チャネル構造の形成が重要であるが、表面チャネルでは大きく移動度が劣化してしまう問題がある。今回
我々は、歪み Ge 成長後に、真空搬送により直接 ALD を用いて Al2O3 膜を形成してAl2O3/歪み Ge 構造を作製し、電気特性評価を行った。
【研究手法と成果】
作製した試料構造を Fig.1 に示す。n 型 Si(100)基板上に減圧 CVD を用いて作製した傾斜組成緩和 Si0.6Ge0.4 バッファー層上に、固体ソース MBE を用いて歪み Ge チャネル層
20 nm を 300 ℃で作製した。その後、真空内搬送により ALD チャンバーへ試料を移し、ALD により Al2O3 膜を 10nm 堆積した。比較用に Al2O3 膜を形成しない構造も作製した。
成膜後、ホールバーを形成し、ホール測定を行った。
Fig.2 にホール移動度と正孔密度の温度依存性を示す。表面チャネル構造においても 2 次
元正孔ガスが形成されていることが確認され、Al2O3 膜により正孔のチャネル内閉じ込めが良好であることが分かった。なお、Al2O3 膜の無い比較試料では 2 次元正孔ガスが生じず、測定ができなかった。得られた移動度は、埋め込み型の歪み Ge チャネル構造に匹敵しており、高品質な Al2O3/歪み Ge 界面が得られていると言え、表面チャネル高移動度歪み Ge デ
バイスへの応用が期待できる。

Fig.1 歪み Ge MOS 構造

Fig.2 歪み Ge MOS 構造の Hall 移動度と正孔濃度の温度特性

テーマ１ 「貼り合わせ法によるガラス基板上 Ge 膜形成」
【はじめに】
透明ガラス基板やフレキシブル基板上に単結晶 Ge 薄膜を形成できれば、ディスプレイ
やウェアラブルデバイス等への新規デバイス応用への道が開ける。さらに Ge は発光材料としても有望で、特にガラス基板等との熱膨張率差を利用して高い引っ張り歪みの導入とそれによる直接遷移化が期待できる。我々は、エピ Ge 膜の貼り合わせ法による、ガラス
上 Ge 薄膜(Ge-on-Glass)の形成を検討しているが、ガラス上へ貼り合わせ強度が弱いという問題があった。本研究では貼り合わせ界面へのアモルファス Ge 層挿入による効果を調べた。
【研究手法と成果】
Si(100)基板に固体ソース MBE を用いてまず低温成長 Ge 層(LT 層)を成長温度
350 ℃で 40 nm 成長させ、続いて高温
成長 Ge 層(HT 層)を成長温度 600℃で300 nm 成長させた。また、ガラス基板上に室温にて Ge を 100nm 堆積させた。これらの基板をアンモニア溶液処理後、直接貼り合わせ、熱処理（300℃ 1.5h + 550℃ 1.5h）を施した。 (Fig. 1)
貼り合わせ界面に挿入した Ge 膜の結晶性についてラマン分光法により調べた。ガラス
基板上への Ge 堆積直後と、貼り合わせをせずに熱処理した場合、それぞれアモルファスと多結晶を示すピークが見られた。一方、Ge-on-Si と貼り合わせた後に熱処理を行った試料について、ガラス裏面から貼り合わせ界面の Ge を評価
すると、単結晶と考えられるピークが確認された。これより、アモルファス Ge が貼り合
わせた HT-Ge 層から徐々に結晶化したと考えられ、単結晶
Ge のみがガラス上に残ることになる。
以上の結果より、Ge 膜のガラス上への貼り合わせが容易となり、ガラス上 Ge 薄膜デバ
イス応用への道が開けた。

テーマ１ 「パターニングによる歪み SiGe 層中クラック発生の抑制」【はじめに】
近年 Ge(111)は、電子の移動度が高いことや、高品質強磁性体のエピタキシャル成長が可能であ り、スピントロニクスに応用できることから注目を集めている。さらに Ge 上に歪み Si1-xGex (111) チャネルを形成することで歪み効果による特性向上が期待される。これまでに我々は、歪み Si1-xGex 層の歪み緩和初期段階において、クラックの発生とそれによるリッジ状の表面ラフネスが生じることを明らかにした。今回、下地の Ge-on-Si 層をパターニ
ングすることで、Si1-xGex 層へのクラックの発生を抑制できることが分かった。
【研究方法と成果】
2 段階成長法を用いて Ge-on-Si(111)を作製した。Si(111)基板上に固体ソース MBE を用
いて低温 Ge 層 (40 nm, Tg=400°C)、高温 Ge 層 (650 nm, Tg=700°C)を成長させ、成長後800°C で 10 分間アニールを行った。作製した Ge-on-Si(111)にフォトリソグラフィー工程
を用いて Fig. 1(a)に示すような Line＆space (Line 幅: 3~20 µm)のパターンを形成した。パ
ターン形成後、Si0.2Ge0.8 層 (90 nm, Tg=350°C)を成長させた。参照用としてパターニングを行わない試料も同様に作製した。
Fig. 1 のレーザー顕微鏡像、AFM 像から、パターン無しではリッジ状の表面ラフネスが高密度に発生していることが分かる。一方、パターニングを行った試料では、Line パター
ン上に成長した SiGe 表面にそのようなラフネスが全く生じていない。すなわち、パターニ
ングによって SiGe 層へのクラックの発生を抑制できることを示しており、臨界膜厚の増加が期待でき、これは歪み SiGe を利用したデバイス応用に有効であることを示している。

Fig. 1 Laser microscopic
and AFM images for 90 nm
thick Si0.2Ge0.8 on the Geon-Si(111) substrates (a) (c)with and (b) (d) without
patterning, respectively.

テーマ１ 「In-situ ドープによる Ge-on-Si(111)の n 型伝導制御」【はじめに】
Ge(111)チャネルは高い電子移動度を有することや、強磁性体が結晶成長可能であることから、スピンデバイスへの応用が期待されている。実用化へ向けて、Si 基板上に高品質 Ge
膜を形成することが必須であるが、通常 Ge-on-Si(111)は欠陥に起因し p 型伝導を示し、そのｎ型制御が重要課題である。本研究では、Si(111)基板上に In-situ n 型ドープ Ge エピタ
キシャル層を各温度で成長させ、不純物分布と電気伝導特性について詳細に調べた。
【研究方法と成果】
作製した試料構造を Fig.1 に示す。Si(111)基板上に固体ソース MBE を用いて、成長温度(Tg) 350℃で 40 nm の Low-Temperature (LT)-Ge 層を成長し、その後 Tg = 300, 400, 500℃と異なる温度で 400 nm のリン(P)ドープ n-Ge 層を成長した。成長後に真空中で 800℃10
分間のアニールを行った。P 濃度の深さ分布の評価には SIMS 測定、キャリア密度の深さ
分布の評価には広がり抵抗測定(SRA)、移動度とキャリア密度の評価は Hall 測定を行った。
Fig. 2 に Tg = 400, 500℃の試料の SIMS と SRA のプロファイルを示す。成長温度が低くいほど、高い P 濃度と電子密度が得られ、成長中の P の偏析が抑制された結果である。

Fig.1 Structure of P-doped Ge-on-Si (111).

SIMS と SRA から測定された濃度はほぼ等しく、100％近い活性化率を示している。Fig.3に電子移動度の温度特性を示す。成長温度が高いほど、P 不純物濃度が低いことを反映して、高い電子移動度が得られた。特に Tg = 500℃の試料では、室温(300K)において電子移動度
1800 (cm2/Vs)が得られ、この値は Irvin 曲線にほぼ乗っており、バルクと同等品質な n 型
Ge が、Si(111)基板上に形成されているといえる。以上より、Ge-on-Si の成長における insitu P ドープによって、高い活性化率で n 型濃度制御された Ge 膜が形成可能であることが示された。

Fig.2 P and carrier density profiles obtained by SIMS
and SRA for Ge-on-Si(111) with Tg of 400 and 500℃.

Fig.3 Temperature dependence of electron mobility
for Ge-on-Si(111) with Tg of 300, 400 and 500℃.

テーマ２ 「円形ブラッグ・グレーティングを有する Ge マイクロディスクの共振 PL」
1. はじめにシリコンチップ上の光電子集積回路 (Optoelectronic Integrated Circuit: OEIC)の実現に向け、発光源として Ge が注目されている [1,2]。Si 基板上に Ge をエピタキシャル成長
させることで、熱膨張率の違いから Ge に引っ張り歪みが導入される。
Fig. 1 に示すように、
バルク Ge においてΓ点と L 点のエネルギー差は 126 meV と小さい。引っ張り歪みの導入
により、このエネルギー差を縮めることが可能となる。さらに、高濃度 n 型ドーピングによってΓ点での電子濃度を増大させることにより、発光効率の増大が確認されている [3-6]。

Fig. 1 Band structures of Ge and strained or/and n-doped Ge
しかし、発光デバイス実現において課題が複数存在する。1 つは、Ge/Si ヘテロ界面近傍に存在する、歪み緩和に伴う転位などの多量の欠陥による非発光再結合である。2 つ目は、光共振器構造をドライエッチングにより形成した際の、メサ側面や表面での再結合である。3つ目は、Fabry-Perot (FP)共振ピークにおいて、従来の円形メサ構造での端面の反射率である。Ge のバンドギャップ付近での FP 共振は観測されているが、コントラスト・Q 値共に低い事が課題となっている [7,8]。そこで本研究では、Ge/Si 界面の欠陥層の除去が可能な
Ge-on-Insulator (GOI)構造を形成した [9]。GOI 構造においては、光の閉じ込め効果の増加もあるため、発光効率向上に有効である。さらに表面再結合抑制のため、Al2O3 の堆積による表面不活性化の効果、円形メサ型構造に Circular Bragg gratings (CBGs)を組み合わせ
ることによる反射率の増大を観測した。
2. 実験条件
Ge-on-Si (GOS)構造の成長は、Solid Source-Molecular-Beam-Epitaxy (SSMBE)を用いた [10]。成長方法は 2 段階成長法を採り、Si (100)基板上に成長温度 350 ℃にて 40 nmの Low-Temperature (LT)-Ge 層を成長し、その後 600 ℃にて 700 nm の High-Temperature(HT)-Ge 層の成長を行った。Fig. 2 に GOI 作製プロセスの概略図を示す。まず、成長した
GOS 基板と熱酸化により形成した SiO2/Si の親水化処理を施した後、貼り合わせ、結合力強化のために 700 ℃で 1 時間熱処理を行った。次に、トップの Si 層を研磨と選択エッチン
グにより除去し、最後に Chemical-Mechanical-Polishing (CMP)によって欠陥を含む LTGe 層を除去し GOI 構造を形成した。

Fig. 2 Fabrication process of Ge-on-Insulator (GOI)
また本研究では、高濃度 n 型ドーピングを Spin-on-Dopants (SOD)を用いてリンの熱拡散によって行った。デバイス構造としては、円形 Ge メサ型構造 (マイクロディスク)と CBGsを形成した。Fig. 3 にマイクロディスク作製プロセスの概略図を示す。まず、GOI 基板に電子線描画装置を用いて直径 16.0 µm (CBGs の場合、マイクロディスクに加え、グレーティ
ング周期 400 nm) のマイクロディスクのパターニングを行い、反応性イオンエッチングにより構造の形成を行った。また、光学特性評価において、光の検出確率を向上させる目的で
Plasma-Enhanced-Chemical-Vapor- Deposition (PECVD)を用いて厚さ約 1 µm の SiO2 を堆積した。

Fig. 3 Fabrication process of Microdisks
メサ側面、表面再結合の低減のために Atomic-Layer-Deposition (ALD)を用いて、Al2O3
を約 3 nm 堆積させることで、表面の表活性化を試みた。

3. 実験結果
Fig. 4 に Ge-on-Si 構造の評価結果を示す。歪み評価はラマン分光法を、光学特性評価はPhotoluminescence (PL)を用いて行った。励起光波長は 976 nm、波長約 2.0 µm まで検出可能な長波長 InGaAs ディテクタを使用した。
シフト量より歪み率を算出した結果、約 0.24 %の引っ張り歪みの導入に成功した。室温下での PL からは約 1.5 倍の発光強度増大も確認された。

Fig. 4 (a) Raman spectra (b) Room temperature PL spectra of GOS and Ge wafer

GOI 構造も同様にラマン分光法と PL を用いて測定を行ったものを Fig. 5 に示す。歪み率は約 0.22 %となり、貼り合わせ後も GOS と同等の歪みが維持されていることが確認できた。光学特性評価は、GOI 構造とすることで、GOS と比較し約 20 倍の発光強度増大を達成した。これは、GOI 構造とすることで、欠陥を多く含む LT-Ge 層が除去されたため、非発光再結合が効果的に抑制されたためと考えられる。さらに、光の閉じ込めに関しては、
GOS の場合、界面が Ge/Si 構造であるのに対し、GOI では Ge/SiO2 と Si よりも屈折率の小さい SiO2 層があるために、Ge 内により強く光が閉じ込められた事も強度増大の要因と考えられる。

Fig. 5 (a) Raman spectra(b) Room temperature PL spectra of GOI and GOS
これらの結果より、Ge 発光デバイスにおけるプラットフォームとして GOI 構造は有望であることが示唆された。
さらなる発光強度増大と、Γ点への電子注入のために n 型ドーピングを行った。Fig. 6 に
n 型ドープ GOI の断面 TEM 像とドーパントとして用いたリンの SIMS プロファイルを示す。

Fig. 6 (a) Cross-section TEM image of n-doped GOI substrate(b) SIMS profile of phosphorus doping concentrationこれらより、欠陥がなく、約 9×1019 cm-3 の一様なドーピング濃度を持つ GOI の作製に成功したと言える。また、光学特性評価の結果を Fig. 7 に示す。

Fig. 7 Room temperature PL spectra of
N-doped GOI and GOI
n 型のドーピングにより、さらに約 4 倍の発光強度増大を達成した。これはΓ点への注入
電子の増加に起因するものであると考えられる。また、ドーピングによる発光ピークの長波
長側へのシフトは、band gap narrowing によるものと考える。
次に、温度 27 K 下での CBGs の光学評価を Fig. 8 に示す。

Fig. 8 PL spectra of (a) normal microdisk and (b) microdisk with CBGs

CBGs の有無にかかわらず、周期的な FP 共振ピークの観測が確認できた。CGBs の形成により、バンドギャップ付近から約 1.9 µm までの波長域で、高コントラストな FP 共振ピークの観測に成功した。さらに、1.6 µm 付近の Q 値はマイクロディスクの場合は約 130、
CBGs の形成により 370 と約 2 倍の増大も観測された。これは、従来のマイクロディスクの端面 Ge/空気、または Ge/SiO2 よりも反射率が増大していることに起因する。これは、Ge
発光デバイス実現向けて、より有望な構造であると示唆された。
次に、ALD を用いて Al2O3 を堆積したマイクロディスクの光学特性評価を Fig. 9 に示す。

Fig. 9 PL spectra of(a) microdisks with and w/o capped Al2O3(b) Zoomed view around wavelength 1.62 µm
Al2O3 の堆積により、波長約 1.62 µm 付近の共振ピークでブルーシフトが生じた。これは、屈折率の増加によるキャリア濃度の増大である事が考えられる。ALD は低温プロセスであるため、ドーピング後の表面保護という観点では、従来の熱酸化を用いる場合よりも、有利であると考える。
4. まとめ本研究では、円形 Ge メサ型構造に CBGs を形成することによる、高コントラスト・高 Q
値の FP 共振ピークの観測を行った。
Si (100)基板上に Ge をエピタキシャル成長させることで引っ張り歪みの導入を確認した。
貼り合わせ法により GOI 構造を作製することで欠陥層を除去でき非発光再結合を効果的に抑制することができ発光強度の増大を確認した。
マイクロディスクに CBGs を形成することで、従来のマイクロディスクの端面 Ge/空気、または Ge/SiO2 よりも反射率の増大が光学評価から示唆された。

References[1] J. Liu et al, Semicond. Sci. Technol. 27, 094006 (2012).
[2] P. Boucaud et al, Photo. Res. 1, 102 (2013).
[3] J. Liu et al, Opt. Express. 15, 11272 (2007).
[4] X. Sun et al, Appl. Phys. Lett. 95, 011911 (2009).
[5] M. El Kurdi et al, Appl. Phys. Lett. 94, 191107 (2009).
[6] W. Hu et al, Appl. Phys. Lett. 95, 092102 (2009).
[7] A. Ghrib et al, Appl. Phys. Lett. 102, 221112 (2014).
[8] R. W. Millar et al, Opt. Express. 24, 4365 (2016).
[9] Yusuke. Hoshi et al, Appl. Phys. Express. 5, 015701 (2012).
[10] Akitoshi. Ishizaka et al, Electrochemical. Society. 133, 666-671 (1986).

テーマ２「ナノ多孔層ガラス基板を利用した Ge ナノドットの作製」【はじめに】
ガラス基板を溶液処理するだけで、ガラス表面から階層的にサイズが変化するナノ多孔層 (HNL: Hierarchical Nanoporous Layer) を非常に容易に形成可能であることが示されている[1]。本研究では、このナノ多孔層を半導体ナノ構造の形成に利用することを試み、HNL ガラス上に Ge 膜を堆積しその結晶化と発光特性を調べた。
【研究方法と成果】
作製した試料構造を Fig.1 に示す。ソーダ石灰ガラスを NaHCO₃溶液に浸漬し、加熱することでガラス表面に HNL を形成した。その後、真空チャンバーにて室温で Ge を 50 nm 分子
線蒸着堆積させた。堆積後、Ar 雰囲気中で 600℃、1 分間の熱処理を施した。
Fig.2 に作製した試料の断面 SEM 像を示す。ガラス表面近傍に HNL が形成されており、その影響を受け Ge がドット状に形成されていることが分かる。熱処理前後の PL 測定の結果
を Fig.3 に示す。比較のため HNL を形成していないガラス上に Ge 膜を形成した試料の結果も示す。HNL を有する試料では熱処理により発光が起きていることが分かる。一方 HNL のな
い試料では発光が見られない。以上の結果から、熱処理により、HNL 内に Ge が拡散し、ナノ構造となって発光に寄与していることが示唆される。
【参考文献】 [1] T. Fujima et al., Langmuir 30, 14494 (2014)

Fig.2 Ge nano dots on HNL
glass substrate

Fig.1 SEM image of Ge on HNL glass
substrate after annealingFig.3

PL spectra of Ge on glass with and without

HNL before and after annealingテーマ２「ウェットエッチングによる歪み Ge マイクロブリッジの作製」【はじめに】
Si 上モノリシック光電子集積回路 (OEIC)実現のために、Ge が注目されている。Si 基板
上に成長させた Ge（Ge-on-Si）は、熱膨張率差によって Ge 層内に引っ張り歪みが導入され、疑似的に直接遷移型半導体に近づくことで発光効率が増大する。さらに、Ge 層を浮遊させたマイクロブリッジ構造にすることで、より高い引っ張り歪みの導入が可能である[1]。
本研究では、簡便な選択ウェットエッチングにより、歪み Ge マイクロブリッジ構造を作製し、歪み状態、発光特性の評価を行った。
【研究方法と成果】
固体ソース MBE を用いて、Si(100)基板上に Ge を低温 (350℃、40 nm)、高温 (600℃、
500 nm)の 2 段階で結晶成長させる。その後、フォトリソグラフィーとフッ硝酸によるウェットエッチングによって Ge-on-Si にブリッジパターンを形成する。そして KOH で Si 層の選択エッチングを行うことにより、Ge ブリッジ部の下部の Si が完全にエッチングされ、Ge が浮遊したマイクロブリッジ構造となる。
Fig. 1 に作製した Ge マイクロブリッジの SEM 像を示す。完全に浮遊し、かつ歪曲のないブリッジ構造が形成されていることが分かる。ブリッジ作製前後のラマンスペクトルをFig. 2 に示す。ブリッジ構造とすることで大きくピークシフトしており、Ge 層を浮遊させることにより、引っ張り歪みが増大していることを示す。Ge マイクロブリッジの歪み率は0.67 %と算出された。Fig. 3 に室温での PL スペクトルを示す。Ge-on-Si と比較して、Ge
マイクロブリッジから約 12 倍の発光強度が得られた。これは、浮遊ブリッジ構造による Ge
内光閉じ込め効果と、歪み増大に起因すると考えられる。また、発光ピーク値は 123 nm レ

Fig.1 SEM image of the fabricated Ge micro bridge

ッドシフトしており、歪み率増大によるバンド構造変化に対応している。以上の結果より、
簡便なウェットエッチングプロセスで非常に高い発光効率を持つ Ge マイクロブリッジが作製可能であることが示された。

Fig.2 Raman spectra of Ge micro bridge and Ge-on-Si structures

Fig.3 Room temperature PL spectra of Ge micro bridge and Ge-on-Si structures

テーマ２「Ge 量子ドットを有する円形 DBR 微小共振器構造の発光特性」【はじめに】
近年、オンチップ光配線の実現に向けてシリコンフォトニクスへの期待が高まっており、Si 基板上の高効率発光デバイスの実現が求められている。これまでに、Si 上の自己形成 Ge 量子ドットが、通信波長帯での有望な発光構造として研究されてきている。最近我々は、Ge/Siの量子ドット界面に P をδドーピングする事により電子の閉じ込め効
果が向上され発光強度の改善する事を報告した[1]。本研究では、これら n ドープ Ge 量子ドット構造に、円形 Distributed Bragg Reflector

Fig. 4 Ge QDs
withP 𝛅𝛅-doping(DBR)やマイクロディスク(MD)微小共振器構造を形成し発光デバイ

スを作製した。

【研究方法と成果】
作製した試料構造を Fig.1 に示す。SOI 基板上に固体ソース MBEを用いて、Ge ドット層
(600℃,1.68nm)を成長させ、P をδドーピングしたのち、Si spacer 層(500℃,30nm)を成長させた。以上の工程を繰り返し、3 層の Ge ドット積
層構造を形成した。その後、電子線描

Fig. 2 SEM images of Ge QDs CDBR and MD

画とドライエッチングにより円形
DBR、MD 構造を作製した。半径 1μmの MD、中心半径 1μm、周期 400nm の DBR 構造の SEM 像を Fig. 2 に示す。
これらの室温での PL スペクトルをFig. 3 に示す。DBR 構造から、通信波
長帯の 1550nm 付近で鋭い共振ピークが確認できた。波長 1530nm のピークの Q 値は 1215 となった。MD に比較
し、DBR によって反射率が向上していることが考えられる。各ピークの発光
強度は、As-grown に対して MD では 2
倍程度、DBR では 4 倍ほどの発光増大が得られた。
Fig. 3 Room temperature PL spectraテーマ２ 「アモルファス Si を用いた表面不活性化 GOI からの発光増大」【はじめに】
これまで示してきたように、GOIやマイクロブリッジを作製することで、歪み率は増大
し発光強度も増大した。しかし、これらのいずれのデバイスでも基板表面にはダングリン
グボンドが存在し、それらの表面準位はLasing閾値の増加の原因となる。表面再結合や散乱による損失の低減のために、熱酸化による表面不活性化は以前から行われてきた。しかし、これらの報告はMOSFETのための電気的特性評価がほとんどである。本研究では、表面・側面での欠陥や表面準位の抑制のために、プラズマCVDを用いたa-Siの堆積による表面不活性化について調べた。
【研究手法と成果】
プラズマCVDを用いてアモルファルSiパッシベーション膜を以下のプロセスで堆積した。
1. GOSおよびGOIの作製後、表面の不純物除去のために、以下の洗浄を行った。
・超純水洗浄3分
・アセトン、メタノール各3分超音波洗浄・超純水洗浄3分
・アンモニア3分超音波洗浄・超純水洗浄3分
・HF:H2O=1:50=10ml:500ml20秒ディップ(表面自然酸化膜除去)
2. プラズマCVDを用いてa-Siを堆積した。成膜条件は以下のとおりである。
成膜条件：
i-a-Si:Hの場合、SiH4：H2=10：50sccm,、60Pa、30W
p-a-Si:Hの場合、SiH4：H2：B2H6/H2=2：340：1 sccm、90Pa、30W
n-a-Si:Hの場合、SiH4：H2：PH3/H2=2：340：5 sccm、60Pa、20W
基板温度： T=260℃、堆積膜厚：25nm
図 1 に GOS に真性、p 型、n 型それぞれの a-Si:H 膜を堆積させた後の PL 測定の結果を示す。n 型、真性、p 型の順で発光強度が増大した。これは、電界効果パッシベーションによるものである。p-a-Si を堆積させた場合、p-a-Si 膜内ではアクセプタが活性化して正孔を生成しアクセプタはイオン化して負の固定電荷となる。こうして電界効果パシベー
ションが働き、表面再結合を抑えることができる。図 2 に GOI に p 型、n 型の a-Si を堆積させた場合の PL スペクトルを示す。図 2(a)より GOI を作製したことにより、GOS に比べて約 5 倍の発光強度を示しているが、p-a-Si 膜を堆積することで、さらに約 3 倍の発光強度を示し、もとの GOS に比べ約 15 倍の発光強度を示した。一方で、図 2(b)より、n-図 1 パッシベーションした GOS の PL スペクトルa-Si 膜を堆積した場合、GOI を作製したことで改善した発光強度が逆に半分以下まで低下してしまった。これらの主な原因は電界効果パッシベーションであると考える。この検討のため、PC1D を使用したバンド構造のシミュレーションを行った。図 3 に p 型、n 型のa-Si を Ge 上に堆積させた場合のバンド構造の概形を示す。Ge のバンドギャップは直接バ
ンドギャップの最も大きな値を引用した。Ge はドーピングしていないため欠陥によるキャリア濃度をホール測定により測定した。図 3(a)では p-a-Si/Ge 界面において価電子帯が内側方向へのバンドベンディングしている。これにより、p-a-Si/Ge 界面付近の伝導電子がバンドベンディングにより Ge バルク内に拡散するため、表面での電子の非発光再結合を防ぐことができ、発光強度が増大した。一方で、図 3(b)では価電子帯が外側方向へバンドベンディングしているためキャリアが表面に拡散し、発光強度の低下を招いたと考えられる。
以上の結果より、アモルファス Si 堆積によって電界効果パッシベーションによって大幅に発光強度増大が得られることが示され、この技術が Ge 発光デバイス応用へ必須技術と言える。

図 2 パッシベーションした GOI の PL
スペクトル(a)p-a-Si、(b)n-a-Si

図3

Ge 上に堆積させた a-Si のバンド構造(a)p-a-Si、(b)n-a-Si

テーマ２ 「Ge-on-Si メサ型 LED デバイスの作製と EL 発光観察」
これまでにGe-on-Si (GOS)やGe-on-Insulator (GOI)構造で非常に高い発光強度を得ることに成功し、レーザー化のために電流注入発光を得ることが長い間の課題となっていた。
しかしながら、Geは接合リークが非常に大きく、良好なダイオード特性を得ることが非常に困難であり、ダイオード発光すら容易に得ることができなかった。本プロジェクトでは、Ge中へのMBEによるドーピング技術開発を着実に進め、非常に制御性を高めることに成功している。その集大成として、Si上のGe結晶成長中に、良好なpin構造の形成を試みた。特に欠陥の多いSi界面付近の低温Ge層からi層を離す構造を取った。また、表面のコンタクト形成も重要である。コンタクトでショットキー接触となってしまうと、ダイオード接合部まで十分なキャリアの注入ができなくなる。そこで、これまでの知見を活かし、デルタドーピング技術によって、非常ン高濃度なｎ型Geを表面近傍に形成し、金属との良好なオーミック接触を得た。その後、メサ構造を形成し、EL発光特性を観察した。比較的小さなメサ構造とすることで、接合のリークパスを減らすことができ、非常にオンオフ比の高いダイオード特性を得ることに成功した。
ドーパントであるボロンとリンの SIMS プロファイルを Fig. 1(a)に示す。非常に高濃度で均一なドーピングができていることが分かる。ドーパントの偏析は十分に抑制し、i 層も形成できている。IV 特性（Fig. 1(b)）からオン・オフ比は 1.0×105 となった。注入電
流密度 5.5 kA/cm2 で EL スペクトルが現れ、その後は電流密度と共に増大している。EL
発光の閾値はおよそ 7.0 kA/cm2 程度と見積もられた。以上の結果より、Ge-on-Si の高品
質結晶成長技術とドーピング制御、メサ型ダイオード構造によって低閾値の Ge レーザーの実現が期待できる。

Fig. 1. (a) SIMS depth profile of Boron and Phosphorus in Ge epilayer, (b)Currentvoltage characteristics of EL device, (c) Room temperature EL spectra at different
continuous injection current densities.

１３ 研究発表の状況（研究論文等公表状況。印刷中も含む。）
上記、１１(４)に記載した研究成果に対応するものには＊を付すこと。
＜雑誌論文＞【審査有り学術論文 テーマ１】(1) “Suppression of surface segregation of the phosphorous δ-doping layer by insertion of an
ultra-thin silicon layer for ultra-shallow Ohmic contacts on n-type germanium”
Michihiro Yamada, Kentarou Sawano, Masashi Uematsu and Kohei M. ItohAppl. Phys. Lett. 107, 132101 (2015)
DOI: 10.1063/1.4931939(2) “Effect of atomic-arrangement matching on La2O3/Ge heterostructures for epitaxial highk-gate-stacks”
T. Kanashima, H. Nohira, M. Zenitaka, Y. Kajihara, S. Yamada, and K. Hamaya
Journal of Applied Physics 118, 2253021 (2015).
（＊１７）(3) “Structural and electrical properties of Ge(111) films grown on Si(111)substrates and application to Ge(111)-on-Insulator”
K. Sawano, Y. Hoshi, S. Kubo, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, K. Hamaya, M.
Miyao, Y. Shiraki
Thin Solid Films 613, 24-28 (2016).
doi:10.1016/j.tsf.2015.11.020（＊１２）(4) “Straining of Group IV Semiconductor Materials for Bandgap and Mobility
Engineering”
Kentarou Sawano, Xuejun Xu, Shiori Konoshima, Nayuta Shitara, Takeshi Ohno, and Takuya
Maruizumi
ECS transaction 75, 191-197 (2016) doi: 10.1149/07504.0191ecst(5) “Anisotropic Strain Introduction into Si/Ge Hetero Structures”
Kentarou Sawano, Shiori Konoshima, Junji Yamanaka, Keisuke Arimoto, and Kiyokazu
Nakagawa
ECS transaction 75, 563-569 (2016) doi: 10.1149/07508.0563ecst(6) “Compressively strained Si/Si1-xCx heterostructures formed on Ar ion implanted Si(100)substrates”
Yusuke Hoshi, You Arisawa, Keisuke Arimoto, Junji Yamanaka, Kiyokazu Nakagawa,
Kentarou Sawano, and Noritaka Usami
Japanese Journal of Applied Physics 55, 031302 (2016). DOI: 10.7567/JJAP.55.031302(7) “Suppression of segregation of the phosphorus δ-doping layer in germanium byincorporation of carbon”
Michihiro Yamada, Kentarou Sawano, Masashi Uematsu, Yasuo Shimizu, Koji Inoue,
Yasuyoshi Nagai, and Kohei M. Itoh
Japanese Journal of Applied Physics 55, 031304-1~5 (2016).
DOI:
10.7567/JJAP.55.031304(8) “Impact of silicon quantum dot super lattice and quantum well structure as intermediate
layer on p-i-n silicon solar cells”
Mohammad Maksudur Rahman, Ming-Yi Lee, Yi-Chia Tsai, Akio Higo, Halubai Sekhar,
Makoto Igarashi1, Mohd Erman Syazwan, Yusuke Hoshi, Kentarou Sawano, Noritaka Usami,
Yiming Li and Seiji Samukawa

Progress in Photovoltaics: Research and Applications 24, 774-780 (2016). DOI :10.1002/pip.2726(9) “A low-temperature fabricated gate-stack structure for Ge-based MOSFET withferromagnetic epitaxial Heusler-alloy/Ge electrodes”
Yuichi Fujita, Michihiro Yamada, Yuta Nagatomi, Keisuke Yamamoto, Shinya Yamada,
Kentarou Sawano, Takeshi Kanashima, Hiroshi Nakashima, and Kohei Hamaya
Japanese Journal of Applied Physics 55, 063001-1~4 (2016).
DOI:10.7567/JJAP.55.063001(10) “Temperature-independent spin relaxation in heavily doped n-type germanium”
Y. Fujita, M. Yamada, S. Yamada, T. Kanashima, K. Sawano, and K. Hamaya
Physical Review B 94, 245302-1~5 (2016) DOI: 10.1103/PhysRevB.94.245302(11) “Thermal conduction in Si and SiGe phononic crystals explained by phonon mean freepath spectrum”
Masahiro Nomura, Junki Nakagawa, Kentarou Sawano, Jeremie Maire, and Sebastian Volz
Applied Physics Letters 109, 173104-1~4 (2016)
doi: 10.1063/1.4966190(12) “Angle-resolved photoelectron spectroscopy study of initial stage of thermal oxidationon 4HSiC(0001) ”
Hitoshi Arai and Hiroshi Nohira
Japanese Journal of Applied Physics 55, 04EB04 (2016).
（＊１１）(13) “Light emission enhancement from Ge quantum dots with phosphorous δdoped neighboring confinement structures”
K. Sawano, T. Nakama, K. Mizutani, N. Harada, X. Xu, T. Maruizumi
Journal of Crystal Growth 477, 131–134 (2017)
DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2017.03.008(14) “Hole mobility in strained Si/SiGe/vicinal Si(110) grown by gas source MBE”
Keisuke Arimoto, Sosuke Yagi, Junji Yamanaka, Kosuke O. Hara, Kentarou Sawano, Noritaka
Usami, Kiyokazu Nakagawa
Journal of Crystal Growth 468, 625-629 (2017)
DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.12.076(15) “TEM Observation of Si0.99C0.01 Thin Films with Arsenic-Ion-, Boron-Ion-, andSilicon-Ion-Implantation Followed by Rapid Thermal Annealing”
Junji Yamanaka, Shigenori Inoue, Keisuke Arimoto, Kiyokazu Nakagawa, Kentarou Sawano,
Yasuhiro Shiraki, Atsushi Moriya, Yasuhiro Inokuchi, Yasuo Kunii
Journal of Materials Science and Chemical Engineering, 2017, 5, 15-25 DOI:
10.4236/msce.2017.51003(16) “Large impact of impurity concentration on spin transport in degenerate n-Ge”
M. Yamada, Y. Fujita, M. Tsukahara, S. Yamada, K. Sawano, and K. Hamaya
Physical Review B 95, 161304 (R) 1~5 (2017) DOI: 10.1103/PhysRevB.95.161304(17) “Thermoelectric Properties of Epitaxial b-FeSi2 Thin Films on Si(111) and Approach for
Their Enhancement”
Tatsuhiko Taniguchi, Shunya Sakane, Shunsuke Aoki, Ryo Okuhata, Takafumi Ishibe,
Kentaro Watanabe, Takeyuki Suzuki, Takeshi Fujita, Kentarou Sawano, and Yoshiaki
Nakamura
Journal of Electronic Materials, Vol. 46, No. 5, 3235-3241 (2017) DOI: 10.1007/s11664016-4997-0(18) “Study on ion implantation conditions in fabricating compressively strained Si/relaxedSi1−xCx heterostructures using the defect control by ion implantation technique”
You Arisawa, Kentarou Sawano, Noritaka Usami
Journal of Crystal Growth 468, 601-604 (2017).
DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2016.12.065(19) “Thermal stability of compressively strained Si/relaxed Si1-xCx heterostructures formedon Ar ion implanted Si (100) substrates”
You Arisawa, Yusuke Hoshi, Kentarou Sawano, Junji Yamanaka, Keisuke Arimoto, Chiaya
Yamamoto, Noritaka Usami
Materials Science in Semiconductor Processing 70, 127-132 (2017) DOI:
10.1016/j.mssp.2016.11.024(20) “Pattern-dependent anisotropic stress evaluation in SiGe epitaxially grown on a Si
substrate with selective Ar+ ion implantation using oil-immersion Raman spectroscopy”
Shotaro Yamamoto, Daisuke Kosemura, Kazuma Takeuchi, Seiya Ishihara, Kentarou Sawano,
Hiroshi Nohira and Atsushi Ogura
Japanese Journal of Applied Physics 56, 051301 (2017) DOI: /10.7567/JJAP.56.051301(21) “Spin Transport and Relaxation up to 250 K in Heavily Doped n-Type Ge Detected
Using Co2FeAl0.5Si0.5 Electrodes”
Y. Fujita, M. Yamada, M. Tsukahara, T. Oka, S. Yamada, T. Kanashima, K. Sawano, and K.
HamayaPhysical Review Applied 8, 014007 (2017)
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.8.014007(22) “Room-temperature spin transport in n-Ge probed by four-terminal nonlocal
measurements”
Michihiro Yamada, Makoto Tsukahara, Yuichi Fujita, Takahiro Naito, Shinya Yamada,
Kentarou Sawano, and Kohei Hamaya
Applied Physics Express 10, 093001 (2017) DOI: /10.7567/APEX.10.093001(23) “Control of electrical properties in Heusler-alloy/Ge Schottky tunnel contacts by using
phosphorous δ-doping with Si-layer insertion”
Michihiro Yamada, Yuichi Fujita, Shinya Yamada, Takeshi Kanashima, Kentarou Sawano,
Kohei Hamaya
Materials Science in Semiconductor Processing 70, 83–85 (2017) DOI:
/10.1016/j.mssp.2016.07.025（＊２）(24) “Fabrication of high-quality strain relaxed SiGe(1 1 0) films by controlling
defects via ion implantation”
M. Kato, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, K. Sawano
Journal of Crystal Growth 477, 197–200 (2017).
DOI: /10.1016/j.jcrysgro.2017.05.022(25 ) “Improving the barrier ability of Ti in Cu through-silicon vias through vacuum
annealing ”
Murugesan Mariappan, JiChel Bea, Takafumi Fukushima, Eiji Ikenaga, Hiroshi Nohira, andMitsumasa Koyanagi
Japanese Journal of Applied Physics 56, 04CC08 (2017).
(26) “Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy Studies of Initial Stage of Thermal
Oxidation on 4H-SiC (0001) on-Axis and 4° Off-Axis Substrates”
Hitoshi Arai, Ryoma Toyoda, Ai Ishohashi, Yasuhisa Sano, Hiroshi Nohira
ECS Transactions 77, 51-57 (2017).
(27) “Electrical properties of epitaxial Lu- or Y-doped La2O3/La2O3/Ge high-k gate-stacks”
T. Kanashima, R. Yamashiro, M. Zenitaka, K. Yamamoto, D. Wang, J. Tadano, S. Yamada, H.

Nohira, H. Nakashima, K. Hamaya
Materials Science in Semiconductor Processing 70, 260–264 (2017).
(28) “New Diagnostic Method of Electrical Insulation Properties based on Current
Integration, IEEE Transactions on ”
Tatsuo Takada, Toshiyuki Fujitomi, Takuma Mori, Tomoyuki Iwata, Taiki Ono, Hiroaki
Miyake, Yasuhiro Tanaka
Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 24, Issue 4, pp. 2549-2558 (2017)(29) “Charge Distribution in Polymethyl Methacrylate and Quartz Glass Irradiated byProtons”
Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
Sensors and Materials, Vol. 29, No. 8, pp.1213-1222 (2017)(30) “Packet-like charge formation in cable insulating materials at polarity reversal ”
Yasuhiro Tanaka, Toshiyuki Fujitomi, Tsuyoshi Kato, Hiroaki Miyake, Hiroki Mori, Saki
Kikuchi, Yukihiro Yagi
IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, Vol. 24, No. 3, pp. 1372-1379(2017)(31) “Noise Coupled ΔAD Modulator Using Passive Adder Embedded Noise Shaping SAR
Quantizer”
C. Pan and H. San
IEICE Trans on Electronics, Vol.E101-C, No.7, July, 2018.(Accepted)(32) “AD Modulator using Dynamic Analog Components with Simplied Operation Phase”
C. Pan and H. San
IEICE Trans on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences,
Vol.E101-A, No.2, pp.425-433, February, 2018.
(33) “12-bit 1.25MS/s Area-efficient Radix-value Self-estimated Non-binary Cyclic ADC
with Relaxed Requirements on Analog Com-ponents ”
H. San, R. Sugawara, M. Hotta, T. Matsuura and K. Aihara
IEICE Trans on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer
Sciences,Vol.E100-A, pp.534 (2017).
(34)“Hole generation associated with intrinsic defects in SOI-based SiGe thin films formedby solid-source molecular beam epitaxy”
Motoki Satoh, Keisuke Arimoto, Junji Yamanaka, Kentarou Sawano, Yasuhiro Shiraki, andKiyokazu Nakagawa
Journal of Applied Physics 123, 161529 (2018).
DOI: /10.1063/1.5004077(35)“Spin Absorption Effect at Ferromagnet/Ge Schottky-Tunnel Contacts”
Michihiro Yamada, Yuichi Fujita, Shinya Yamada, Kentarou Sawano and Kohei Hamaya
Materials 11, 150 (2018). DOI: /10.3390/ma11010150(36)“Growth and characterization of low composition Ge, x in epi-Si1-xGex (x ≤ 10 %)active layer for fabrication of hydrogenated bottom solar cell. ”
M. Ajmal Khan, R. Sato, K. Sawano, P. Sichanugrist, A. Lukyanov and Y. Ishikawa
Journal of Physics D: Applied Physics 51, 185107 (11 pp) (2018).
DOI: /10.1088/13616463/aab80d(37) “Formation of uniaxial strained Ge via control of dislocation alignment in Si/Ge
heterostructures”

Shiori Konoshima, Eisuke Yonekura, Keisuke Arimoto, Junji Yamanaka, Kiyokazu
Nakagawa, and Kentarou Sawano
AIP Advances 8, 075112 (9 pages) (2018). DOI: /10.1063/1.5011397(38) “Pure spin current transport in a SiGe alloy”
Takahiro Naito, Michihiro Yamada, Makoto Tsukahara, Shinya Yamada, Kentarou Sawano,and Kohei Hamaya
Applied Physics Express 11, 053006 (2018). DOI: /10.7567/APEX.11.053006(39) “Correlation between spin transport signal and Heusler/semiconductor interface quality
in lateral spin-valve devices”
B. Kuerbanjiang, Y. Fujita, M. Yamada, S. Yamada, A. M. Sanchez, P. J. Hasnip, A. Ghasemi,
D. Kepaptsoglou, G. Bell, K. Sawano, K. Hamaya, and V. K. Lazarov
Phys. Rev. B 98, 115304 (2018). DOI: /10.1103/PhysRevB.98.115304(40) “Spin transport and relaxation in germanium”
Kohei Hamaya, Yuichi Fujita, Michihiro Yamada, Makoto Kawano, Shinya Yamada and
Kentarou Sawano
Journal of Physics D: Applied Physics 51, 393001 (2018) /10.1088/1361-6463/aad542(41) “Structural properties of compressive strained Ge channels fabricated on Si (111) and Si(100)”
Md. Mahfuz Alam, Yusuke Hoshi and Kentarou Sawano
Semiconductor Science and Technology 33, 124008 (6pp) (2018) DOI:/10.1088/13616641/aae575(42) “Stability of strain in Si layers formed on SiGe/Si(110) heterostructures”
Keisuke Arimoto, Atsushi Onogawa, Shingo Saito, Takane Yamada, Kei Sato, Naoto
Utsuyama, Yuichi Sano, Daisuke Izumi, Junji Yamanaka, Kosuke O Hara, Kentarou Sawano
and Kiyokazu Nakagawa
Semiconductor Science and Technology 33, 124016 (8pp) (2018) DOI:/10.1088/13616641/aaeb10（＊４）(43) “Study on Al2O3/Ge interface formed by ALD directly on epitaxial Ge”
Eriko Shigesawa, Ryotaro Matsuoka, Masashi Fukumoto, Ryosuke Sano, Kohei M Itoh,Hiroshi Nohira and Kentarou Sawano
Semiconductor Science and Technology 33, 124020 (4pp) (2018) DOI:/10.1088/13616641/aaec51(44) “Observation of local magnetoresistance signals in a SiGe-based lateral spin-valve
device”
Michihiro Yamada, Takahiro Naito, Makoto Tsukahara, Shinya Yamada, Kentarou Sawano
and Kohei Hamaya
Semiconductor Science and Technology 33, 114009 (4pp) (2018) DOI:/10.1088/13616641/aae34f(45) “Fabrication of Ge MOS with low interface trap density by ALD of Al2O3 on epitaxiallygrown Ge”
Ryotaro Matsuoka, Eriko Shigesawa, Satoru Miyamoto, Kentarou Sawano and Kohei M Itoh
Semiconductor Science and Technology 34, 014004 (5pp) (2019)
DOI:/10.1088/13616641/aaf19b(46) “Effect of strain on the binding energy of Ge 2p and 3d core level”
R. Sano, S. Konoshima, K. Sawano and H. Nohira

Semiconductor Science and Technology 34, 014006 (2019)
6641/aaf3ee

DOI:/10.1088/1361-(47) “Thermoelectric power factor enhancement based on carrier transport physics inultimately phonon-controlled Si nanostructures”
Shunya Sakane, Takafumi Ishibe, Tatsuhiko Taniguchi, Nobuyasu Naruse, Yutaka Mera,
Takeshi Fujita, Md. Mahfuz Alam, Kentarou Sawano, Nobuya Mori, Yoshiaki Nakamura
Materials Today Energy 13, 56-63 (2019).
DOI:/10.1016/j.mtener.2019.04.014（＊７）(48) “Critical thickness of strained Si1-xGex on Ge(111) and Ge-on-Si(111)”

Md. Mahfuz Alam, Youya Wagatsuma, Kazuya Okada, Yusuke Hoshi, Michihiro Yamada,Kohei Hamaya, and Kentarou Sawano
Applied Physics Express 12, 081005 (2019)
DOI: 10.7567/1882-0786/ab2db8(49) “Nonmonotonic bias dependence of local spin accumulation signals inferromagnet/semiconductor lateral spin-valve devices”
Y. Fujita, M. Yamada, M. Tsukahara, T. Naito, S. Yamada, K. Sawano, and K. Hamaya
Physical Review B 100, 024431 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevB.100.024431(50) “High thermoelectric performance in high crystallinity epitaxial Si films containing
silicide nanodots with low thermal conductivity”
Shunya Sakane, Takafumi Ishibe, Takahiro Hinakawa, Nobuyasu Naruse , Yutaka Mera, Md.
Mahfuz Alam, Kentarou Sawano, and Yoshiaki Nakamura
Appl. Phys. Lett. 115, 182104 (2019).
DOI: 10.1063/1.5126910(51) “Semiballistic thermal conduction in polycrystalline SiGe nanowires”
Noboru Okamoto, Ryoto Yanagisawa, Roman Anufriev, Md. Mahfuz Alam, Kentarou
Sawano, Masashi Kurosawa, and Masahiro Nomura
Appl. Phys. Lett. 115, 253101 (2019).
DOI: 10.1063/1.5130659(52) “Nanostructural effect on thermoelectric properties in Si films containing iron silicide
nanodots”
Shunya Sakane, Takafumi Ishibe, Tatsuhiko Taniguchi, Takahiro Hinakawa, Ryoya Hosoda,
Kosei Mizuta, Md. Mahfuz Alam, Kentarou Sawano, and Yoshiaki Nakamura
Japanese Journal of Applied Physics 59, SFFB01 (2020)
DOI: /10.7567/13474065/ab5b58(53) “Hole mobility enhancement observed in (110)-oriented strained Si”
Keisuke Arimoto, Naoto Utsuyama, Shohei Mitsui, Kei Satoh, Takane Yamada, Junji
Yamanaka, Kosuke O. Hara, Kentarou Sawano, and Kiyokazu Nakagawa
Japanese Journal of Applied Physics 59, SGGK06 (2020)
DOI: /10.7567/13474065/ab6591(54) “Hole mobility in Strained Si/Relaxed SiGe/Si(110) hetero structures studied by gatedHall measurements”
Daichi Namiuchi, Atsushi Onogawa, Taisuke Fujisawa, Yuichi Sano, Daisuke Izumi, Junji
Yamanaka, Kosuke O. Hara, Kentarou Sawano, Kiyokazu Nakagawa, and Keisuke Arimoto
Materials Science in Semiconductor Processing 113, 105052 (2020) DOI:
/10.1016/j.mssp.2020.105052(55) "Inverse local magnetoresistance effect up to room temperature in ferromagnetsemiconductor lateral spin-valve devices"
Takahiro Naito, Michihiro Yamada, Shinya Yamada, Takeshi Kanashima, Kentarou Sawano
and Kohei Hamaya

Materials Science in Semiconductor Processing 113, 105046 (2020)/10.1016/j.mssp.2020.105046

DOI:（＊１９）(56) “Crack formation in strained SiGe grown on Ge-on-Si(111) and its

suppression by patterning substrates”
Youya Wagatsuma, Md. Mahfuz Alam, Kazuya Okada, Yusuke Hoshi, Michihiro Yamada,Kohei Hamaya and Kentarou Sawano
Materials Science in Semiconductor Processing, 117, 105153 (2020) DOI:
/10.1016/j.mssp.2020.105153(57) "Large, tunable valley splitting and single-spin relaxation mechanisms in a Si/SixGe1-x
quantum dot"
Arne Hollmann, Tom Struck, Veit Langrock, Andreas Schmidbauer, Floyd Schauer, Tim
Leonhardt, Kentarou Sawano, Helge Riemann, Nikolay V. Abrosimov, Dominique Bougeard,
and Lars R. Schreiber
Phys. Rev. Applied 13, 034068 (2020). DOI: /10.1103/PhysRevApplied.13.034068(58) “Suppression of Donor-Driven Spin Relaxation in Strained Si0.1Ge0.9”
T. Naito, M. Yamada, S. Yamada, K. Sawano and K. Hamaya
Physical Review Applied 13, 054025 (2020). DOI: /10.1103/PhysRevApplied.13.054025【審査有り学術論文 テーマ２】(1)“Ultralarge transient optical gain from tensile-strained, n-doped germanium on silicon by
spin-on dopant diffusion”
Xuejun Xu, Xiaoxin Wang, Keisuke Nishida, Koki Takabayashi, Kentarou Sawano, Yasuhiro
Shiraki, Haofeng Li, Jifeng Liu, and Takuya Maruizumi
Applied Physics Express 8, 092101 (2015) DOI: 10.7567/APEX.8.092101(2)“Formulation and stabilization of nano-/microdispersion systems using naturally occurring
edible polyelectrolytes by electrostatic deposition and complexation.”Takashi Kuroiwa, Isao Kobayashi, Ai Mey Chuah, Mitsutoshi Nakajima, Sosaku Ichikawa
Adv. Colloid Interf. Sci., 226A, 86-100, 2015.
(3)“Quantitative evaluation of the effects of moisture distribution on enzyme-induced
acylation of trehalose in reduced-moisture organic media.”
Takashi Kuroiwa, Kazuyuki Kimura, Yoshihiro Aoki, Marcos A. Neves, Seigo Sato, Sukekuni
Mukataka, Akihiko Kanazawa, Sosaku Ichikawa: J. Food Res., 4 (5), 133-142, 2015.
（＊１２）(4)“Enhanced light emission from germanium microdisks on silicon by surface
passivation through thermal oxidation”
Xuejun Xu, Hideaki Hashimoto, Kentarou Sawano, Hiroshi Nohira, and Takuya Maruizumi
Applied Physics Express 9, 052101-1~4 (2016) DOI: 10.7567/APEX.9.052101(5)“Enhanced light emission from N-doped Ge microdisks by thermal oxidation”
Hideaki Hashimoto, Xuejun Xu, Kentarou Sawano, and Takuya Maruizumi
ECS Transactions, 75(8): 689-693, 2016(6)“Preparation of lipid vesicles having suitable size for drug delivery with high entrapmentof hydrophilic molecules using multiple emulsions. ”
Emmanuel C. Ossai, Takashi Kuroiwa, Yuya Otsuka, Yasuyuki Motokui, Takeshi Wada,
Takeshi Isoda, Seigo Sato, Sosaku Ichikawa

J. Bioeng. Biomed. Sci., 7, 213, 2016.
(7)“Improvement of synthetic activity and stability of a commercial lipase in a low-water
system via immobilization of hydrated lipase aggregates. ”
Takashi Kuroiwa, Kazuo Hamazaki, Maho Katayama, Seigo Sato, Toru Matsui
Process Biochem., 51, 2047-2054, 2016.
(8)“Formulation of uniform-sized agar gel microbeads from water-in-oil emulsion preparedusing microchannel emulsification under controlled temperature.”
Takashi Kuroiwa, Toru Katsumata, Yoshikazu Sukeda, Shoto Warashina, Isao Kobayashi,
Kunihiko Uemura, Akihiko Kanazawa
Jpn. J. Food Eng., 17 (1), 11-19, 2016.
(9)“Efficient encapsulation of a water-soluble molecule into lipid vesicles using W/O/W
multiple emulsions via solvent evaporation.”Takashi Kuroiwa, Kaname Horikoshi, Akihiko Suzuki, Marcos A. Neves, Isao Kobayashi,
Kunihiko Uemura, Mitsutoshi Nakajima, Akihiko Kanazawa, Sosaku Ichikawa
J. Am. Oil Chem. Soc., 93, 421-430, 2016.
(10)“Detection and counting of a submicrometer particle in liquid flow by self-mixing
microchip Yb:YAG laser velocimetry”
Takayuki Ohtomo, Seiichi Sudo, and Kenju Otsuka
Appl. Opt. 55 (27) 7574-7582 (2016)（＊１２）(11)“Highly n-doped germanium-on-insulator microdisks with circular Bragg
gratings”
Xuejun Xu, Hideaki Hashimoto, Kentarou Sawano, and Takuya Maruizumi
Optics Express 25, 6550-6560 (2017)
DOI: 10.1364/OE.25.006550(12)“Freeze-dryable lipid vesicles with size tunability and high encapsulation efficiency
prepared by the multiple emulsification-solvent evaporation method.”Akihiko Suzuki, Takashi Kuroiwa, Kaname Horikoshi, Akihiko Kanazawa, Sosaku Ichikawa
Colloids Surf. B: Biointerfaces, 159, 412-418, 2017.
(13)“ Hydration-aggregation pretreatment for drastically improving esterification activity ofcommercial lipases in non-aqueous media.”
Maho Katayama, Takashi Kuroiwa, Kenya Suzuno, Ayumi Igusa, Toru Matsui, AkihikoKanazawa
Enzyme Microb. Technol., 105, 30-37, 2017.
(14)“Preparation characteristics of water-in-oil emulsion using olive oil as a continuous phasein microchannel emulsification.”
Miki Ito, Midori Uehara, Ryota Wakui, Makoto Shiota, Takashi Kuroiwa
Jpn. J. Food Eng., 18 (2), 103-111, 2017.
(15)“Cross-linkable chitosan-based hydrogel microbeads with pH-responsive adsorption
properties for organic dyes prepared using size-tunable microchannel emulsification
technique.”Takashi Kuroiwa, Hideaki Takada, Asami Shogen, Kaori Saito, Isao Kobayashi, Kunihiko
Uemura, Akihiko Kanazawa
Colloids Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects, 514, 69-78, 2017.
(16)”Dielectric study on hierarchical water structures restricted in cement and woodmaterials”

Fumiya Abe, Akihiro Nishi, Hironobu Saito, Megumi Asano, Seiei Watanabe, Rio Kita, Naoki
Shinyashiki, Shin Yagihara, Minoru Fukuzaki, Seiichi Sudo and Youki Suzuki
Meas. Sci. Technol. 28(4) 044008 (2017)（＊１０）（＊１８）(17)“Resonant light emission from uniaxially tensile-strained Ge
microbridges”
Peiji Zhou, Xuejun Xu, Sho Matsushita, Kentarou Sawano and Takuya Maruizumi
Japanese Journal of Applied Physics 57, 04FH10 (2018). DOI: /10.7567/JJAP.57.04FH10(18)“Investigation of the molecular dynamics of restricted water in wood by broadband
dielectric measurements”
S. Sudo, Y. Suzuki, F. Abe, Y. Hori, T. Nishi, T. Kawaguchi, H. Saito, S. Yagihara
J. Mater Sci. 53 (6), 4645-4654 (2018)（＊１４）(19) “Effects of post annealing on in-situ n-doped Ge-on-Si”

Yuta Kumazawa, Xuejun Xu, Takuya Maruizumi, Kentarou Sawano
Semiconductor Science and Technology 33, 124006 (7pp) (2018) DOI:/10.1088/13616641/aae62e（＊１３）(20) "Enhanced photoluminescence from strained Ge-on-Insulator surface-passivated with hydrogenated amorphous Si"
Kenta Niikura, Natsuki Yamahata, Yusuke Hoshi, Tsukasa Takamura, Kimihiko Saito, Makoto
Konagai and Kentarou Sawano
Materials Science in Semiconductor Processing 115, 105104 (2020) DOI:
/10.1016/j.mssp.2020.105104＜図書＞【雑誌解説記事】
澤野憲太郎「超低消費電力・光電子融合デバイスに向けたゲルマニウムウェハー開発」
MATERIAL STAGE, Vol.17, No.12, pp 57-62 (2018)
徐学俊、澤野憲太郎「シリコンフォトニクス光配線に向けたゲルマニウム発光素子」
光アライアンス, Vol. 29 , No. 5, pp 19-25 (2018)＜学会発表＞【国際会議発表 テーマ１】(1)“Study of Epitaxial La2O3 High-k/Ge(111) Interface by X-ray Photoelectron
Spectroscopy”
Takeshi Kanashima, Hiroshi Nohira, Masato Zenitaka, Taro Kobayashi, Riku Yamashiro,
Shinya Yamada, Kohei Hamaya
2015 International Workshop on Dielectric Thin Films for Future Electron Devices -Scienceand Technology,

2015/11(2)“Initial Stage of SiO2/SiC Interface Formation on C-face 4H-SiC”
Tomoya Sasago, Hitoshi Arai, Shunta Yamahori, Hiroshi Nohira2015 International Workshop on Dielectric Thin Films for Future Electron Devices -Scienceand Technology
2015/11(3)“Anisotropic strain engineering of Si/Ge heterostructures” (Invited)
Kentarou Sawano
2016 Global Research Efforts on Energy and Nanomaterials (GREEN 2016) Taipei, Taiwan,
Dec. 24 (2016).
(4)“Straining of Group IV Semiconductor Materials for Bandgap and Mobility Engineering”(Invited)
Kentarou Sawano
Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2016), Honolulu,
USA, Oct. 2-7 (2016).
(5)“Anisotropic Strain Introduction into Si/Ge Hetero Structures” (Invited)
Kentarou Sawano
Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2016), Honolulu,
USA, Oct. 2-7 (2016).
（＊２）(6)“Fabrication of high-quality strain relaxed SiGe(110) films by controlling defects
via ion implantation”
M. Kato, T. Murakami, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, K. Sawano
19th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE 2016), Montpellier (France)(Sep 4-9, 2016)(7)“Study on ion implantation conditions in fabricating compressively strained Si/relaxed Si1xCx heterostructures using the defect control by ion implantation technique”
Y.Arisawa, K. Sawano and N. Usami
The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18), Nagoya,Japan (Aug 7-12, 2016)(8)“Fabrication of uniaxially strained Ge by selective ion implantation technique”
Shiori Konoshima, Eisuke Yonekura, Kentarou Sawano
The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18), Nagoya,Japan (Aug 7-12, 2016)(9)“Hole Mobility in Strained Si/SiGe/Vicinal Si(110) Grown by Gas Source MBE”
K. Arimoto, S. Yagi, J. Yamanaka, K. Nakagawa, N. Usami, K. Sawano
The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18), Nagoya,Japan (Aug 7-12, 2016)（＊１７）(10)“Strained Ge-on-Insulator Substrates toward Optoelectronic Integrated
Circuits” (Invited)
Kentarou Sawano
The International Conference on Small Science (ICSS 2016), Prague, Czech Republic (June25-29, 2016)(11)“Control of Electrical Properties in Heusler-Alloy/Ge Schottky Tunnel Contacts formedby Phosphorous δ-Doping with Si-Layer Insertion”
Michihiro Yamada, Yuichi Fujita, Shinya Yamada, Kentarou Sawano, Kohei Hamaya

International SiGe Technology and Device Meeting 2016 (ISTDM2016), Nagoya, Japan (June
7-11, 2016)(12)“Thermal Stability of Compressively Strained Si/Relaxed Si1-xCx Heterostructures
Formed on Ar Ion Implanted Si (100) Substrates”
You Arisawa, Yusuke Hoshi, Kentarou Sawano, Junji Yamanaka, Keisuke Arimoto, Chiaya
Yamamoto, Noritaka Usami
International SiGe Technology and Device Meeting 2016 (ISTDM2016), Nagoya, Japan (June
7-11, 2016)（＊１）（＊１７）(13)“Formation of Strained Ge-on-Insulator (GOI) Substrates using SiGe
Etching Stop Layers”
Yuuki Yajima, Yuta Ariyama, Kentarou Sawano
International SiGe Technology and Device Meeting 2016 (ISTDM2016), Nagoya, Japan (June
7-11, 2016)(14)“Room-Temperature Electrical Spin Injection and Detection in n-Ge throughCo2FeSi0.5Al0.5/n+-Ge Schottky Tunnel Contacts”
Yuichi Fujita, Michihiro Yamada, Shinya Yamada, Kentarou Sawano, Takeshi Kanashima,
Kohei Hamaya
International SiGe Technology and Device Meeting 2016 (ISTDM2016), Nagoya, Japan (June
7-11, 2016)(15)“Influence of sample thickness on breakdown time in Multi-layered Polyimide Films”
Tsuyoshi Tohmine, Keigo Mastubara, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
The Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP), USB, pp.125128, 2016/10, Toronto, Canada(16)”Measurement of space charge accumulation in Dicyclopentadiene resin film at hightemperature under high DC stress”
Taiki Ono, MasakazuTaira, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
The Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP), USB, pp.121124, 2016/10, Toronto, Canada(17)”Measurement of Space Charge Distribution in Coating Material for Motor Wingings
under Square Wave Voltage”
Tomoyuki Iwata, Takaya Momose, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
IEEE International Conference on Dielectrics (ICD), USB, pp.155-158, 2016/07, Montpellier,France(18)”Simultaneous Measurement of Space Charge Distribution and External Circuit Current
in XLPE under HVDC at High Temperature”
Hiroki Kasuga, Toshiyuki Fujitomi, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
IEEE International Conference on Dielectrics (ICD), USB, pp.227-230, 2016/07, Montpellier,France(19)“Space Charge Distribution Measurement in Corona Discharged Filler Added Polyimide
Films under DC Stresses”
Koichi Ota, Kensuke Kumaoka, Takashi Saiki, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
IEEE International Conference on Dielectrics (ICD), USB, pp.159-162, 2016/07, Montpellier,France(20)“The relationship between charge accumulation and scission of molecular chain in the
proton irradiated PI”

Hiroaki Miyake, Ryo Uchiyama, Yasuhiro Tanaka
IEEE International Conference on Dielectrics (ICD), USB, pp.135-138, 2016/07, Montpellier,France(21)“Analysis of Conductivity Distribution in PI Irradlated by Proton using Simultaneous
Measurement of Space Charge Distribution and Conduction Current”
Takuma Mori, Ryohei Tone, Hiroaki Miyake, Yasihiro Tanaka
14th Spacecraft Charging Technology Conference, USB, 2016/04, Noordwijk, Netherlands(22)“Optimization of Photoelectron Emission Physical Model in the Spacecraft Insulating
Material”
Kotaro Suzuki, Kenji Yabe, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka, Masamichi Ohira, Teppei
Okumura, Shiro Kawakita, and Masato Takahashi
14th Spacecraft Charging Technology Conference, USB, 2016/04, Noordwijk, Netherlands(23)“The Relationship between Characteristic of Secondary Electron Emission and Irradiation
does Iin Polyimide”
Hiroaki Taniguchi, Kazuki Kodama, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka, Masamichi Ohira,Teppei Okumura, Shiro Kawakita, Masato Takahashi
14th Spacecraft Charging Technology Conference, USB, no.48, 2016/04, Noordwijk,
Netherlands(24)“A 2nd-order ΔAD Modulator using Dynamic Amplifier and Dynamic SAR Quantizer,”
C. Pan, H. San and T. Shibata,The 2016 International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication
Systems (IEEE ISPACS 2016), pp.528{532, Phuket, Thailand, Oct. 2016.
(25)“Technique of ESD Protection Circuit for CMOS Operational Amplifier," The 2016
International
Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems”
K. Chin, A. Kitajima, Y. Arai, J. Yamashita, H. Ito, and H. San
Leakage Current Compensation (IEEE ISPACS 2016),pp.518{521, Phuket, Thailand, Oct.
2016.
(26)“Experimental Implementation of β-Expansion Cyclic ADC with Correlated Level
Shifting Technique”
H. Tsuchiya, A. Uchiyama, Y. Mishima, Y. Watanabe, T. Matsuura, H. San and Masao Hotta
International Conference on Analog VLSI Circuits, pp.5{9, Boston, USA, Aug.2016.
(27)“A 14-bit 80ksps Cyclic ADC Based on β-expansion”
Y. Watanabe, H. Narita, J. Uchita, H. Tsuchiya, T. Matsuura, H. San and Masao Hotta
International Conference on Analog VLSI Circuits, pp.11{15, Boston, USA, Aug. 2016.
(28)“Non-Binary and BinaryWeighted Hybrid Pipeline ADC with β-estimation”
T. Suzuki, A. Hyogo, T. Matsuura and H. San
International Conference on Analog VLSI Circuits, pp.17{20, Boston, USA, Aug. 2016(29)“Controlled doping for Ge based optoelectronic devices” (invited)
Kentarou Sawano
EMN/CC Meeting, Barcelona, Spain, Sep. 11-15 (2017)(30)“Formation of uniaxially strained Ge by local introduction of ion implantation defects”
Shiori Konoshima, Eisuke Yonekura, Keisuke Arimoto, Junji Yamanaka, Kiyokazu

Nakagawa, and Kentarou Sawano
29th International Conference on Defects in Semiconductors (ICDS2017), Matsue, Japan,
July 31 - Aug. 4 (2017)(31)“Low-Defect-Density Al2O3 Insulating Layer for Gate-Controlled Si/SiGe Quantum
Dots”
Ryotaro Matsuoka, Satoru Miyamoto, Kentarou Sawano, and Kohei M Itoh29th International Conference on Defects in Semiconductors (ICDS2017), Matsue, Japan,
July 31 - Aug. 4 (2017)（＊２）(32)“Effects of ion implantation defects on strain relaxation of SiGe layers on Si(110)”
Kenji Oki, Madoka Kato, Keisuke Arimoto, Junji Yamanaka, Kiyokazu Nakagawa, andKentarou Sawano
29th International Conference on Defects in Semiconductors (ICDS2017), Matsue, Japan,
July 31 - Aug. 4 (2017)(33)“Thermal Phonon MFP Spectrum Probing Using Phononic Crystals”
M. Nomura, J. Nakagawa, K. Sawano, J. Maire, R. Anufriev, S. VolzMRS Spring Meeting & Exhibit, NM2.4.24, Phoenix, USA, April (2017).
(34)“Angle-Resolved Photoelectron Spectroscopy Studies of Initial Stage of Thermal
Oxidation on 4H-SiC (0001) on-Axis and 4° Off-Axis Substrates ”
Hitoshi Arai, Ryoma Toyoda, Ai Ishohashi, Yasuhisa Sano, Hiroshi Nohira
The 231st ECS Meeting, New-orleans, America 2017/05(34)“Space charge accumulation characteristics in double-layered samples composed ofdifferent insulating materials ”
Tsuyoshi Tohmine, Kumiko Iguchi, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka, Yukito Ida, Yoshiyuki
Inoue
Conference of Electro-physics & Application Society - KIEE, USB, 2017/10, Korea (Invited)(35) “Physicochemical Analysis for fluorinated Polymer Films Irradiated by Proton”
Hiroaki Miyake, Virginie Griseri, Takuma Mori, Yasuhiro Tanaka, Gilbert Teyssedre andChristian Laurent
The Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP), USB, pp.106109, 2017/10, Fort Worth TX, USA(36) “Space charge accumulation behavior in fluorinated Polymer Films Irradiated by Proton
under DC stress”
Hiroaki Miyake, Shugo Yoshida, Takuma Mori, Ushio Chiba, Yasuhiro Tanaka
The Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP), USB, pp.50-53,
2017/10, Fort Worth TX, USA(37)“Analysis of the relationship between amount of electron-hole pairs and relaxation timeafter electron beam irradiation in polymeric sample”
Shugo Yoshida, Kenta Iwama, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
The Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP), USB, pp.141144, 2017/10, Fort Worth TX, USA(38)“Approach to measure of space charge distribution in Alumina material using PEA
method under DC electric stress”
Masakazu Taira, Takuya Kurihara, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
The Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena (CEIDP), USB, pp.82-85,

2017/10, Fort Worth TX, USA(39)“Measurement of Space Charge Accumulated in Multi-Layered Samples Composed ofDifferent Insulators used in the Joints of DC Transmission Cables”
Tsuyoshi Tohmine, Toshiyuki Fujitomi, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka, Yukito Ida,
Yoshiyuki Inoue
8th International Symposium on Electrical Insulating Materials(ISEIM 2017), USB, pp. 299302, 2017/09, Toyohashi, Japan(40)“Space Charge Formation in XLPE at Polarity Reversal under High Temperature ”
Hiroki Kasuga, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka,
8th International Symposium on Electrical Insulating Materials(ISEIM 2017), USB, pp.535538, 2017/09, Toyohashi, Japan(41)”Influence of Sample Thickness of Low-Density Polyethylene Film on Packet-likeCharges Behavior and Dielectric Breakdown”
Koichi Ota, Minori Kato , Hiroaki Miyake , Yasuhiro Tanaka, , 8th International Symposium
on Electrical Insulating
Materials(ISEIM 2017), USB,pp.597-600 2017/09, Toyohashi, Japan(42)“Development of Semiconductor Sensor as a Use for Pulsed Electro-Acoustic Method”
Keita Sonoda, Kousuke Saito, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka, Kentarou Sawano, Takuya
Maruizumi, Hideki Koshiishi
8th International Symposium on Electrical Insulating Materials(ISEIM 2017), USB, pp.601604, 2017/09, Toyohashi, Japan(43)“Reduction Effect of Cross-linking By-products on Dielectric Strength in Polyethylene
under DC Stress”
Takehiro Kanai, Toshiyuki Fujitomi, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka,
8th International Symposium on Electrical Insulating Materials(ISEIM 2017), USB, pp.489492, 2017/09, Toyohashi, Japan(44)“Accumulation Characteristics of Fluorine Insulating Materials under Electron Beam
Irradiation”
Masahito Miyoshi, Kimio Hijikata, Hiroaki Miyake and Yasuhiro Tanaka
Charge8th International Symposium on Electrical Insulating Materials(ISEIM 2017), USB, pp.508511, 2017/09, Toyohashi, Japan(45)“The relationship between accumulated charge in electron beam irradiated fluorine
insulating materials”
M. Miyoshi, K. Hijikata, H. Miyake, Y. Tanaka,
31th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS), Web, 2017/06,
Matsuyama, Japan(46)“Relationship between Electron Beam Irradiation Dose and Photoelectron Emission
Characteristics of Electron Beam Irradiated Insulating Materials”
K. Suzuki, H. Miyake, Y. Tanaka, T. Okumura, S. Kawakita, M. Takahashi, K. Koga
31th International Symposium on Space Technology and Science (ISTS), Web, 2017/06,
Matsuyama, Japan(47)“Evaluation of Insulating Materials during DC Voltage Charging by DCIC Method”
Keita Sonoda, Koichi Ota, Shugo Yoshida, Tsuyoshi Tohmine, Hiroaki Miyake, Yasuhiro
Tanaka, Tatsuo Takada and Yoitsu Sekiguchi,International Conference on Electrical Materials and Power Equipment(ICEMPE 2017), USB,

pp.247-252, 2017/05, Xi'an, China(48)“Charge Accumulation Characteristics of XLPE under DC stress with Semi-conductive
Electrode”
Hiroki Kasuga, Tatsuya Kamikawa, Hiroaki Miyake, Yasuhiro Tanaka
International Conference on Electrical Materials and Power Equipment(ICEMPE), USB,
pp.14-19, 2017/05, Xi'an, China(49)“A 12-Bit 3.3MS/s Pipeline Cyclic ADC with Correlated Level Shifting Technique”
K. Chin，Y. Mishima, Y. Watanabe，H. Tsuchiya，H. San, T. Matsuura and M. Hotta
International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems(ISPACS), Xiamen,
2017, pp. 602-605. doi: 10.1109/ISPACS.2017.8266549(50)“The design of a 14-bit 400kSPS Non-binary Pipeline Cyclic ADC”
H. Tsuchiya，Y. Watanabe， K. Chin，H. San, T. Matsuura and M. Hotta
International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems(ISPACS), Xiamen, 2017, pp. 606-610. doi:10.1109/ISPACS.2017.8266550(51)“Experimental results of recongurable non-binary cyclic ADC”
Y. Watanabe, K. Chin, H. Tsuchiya, H. San, T. Matsuura and M. Hotta
International Symposium on Intelligent Signal Processing and Communication Systems(ISPACS), Xiamen, 2017, pp. 611-615. doi: 10.1109/IS-PACS.2017.8266551.
(52)”A 2nd-order ΔAD Modulator Using Ring Amplifier and SAR Quantizer with Simplified
Operation Mode”
C. Pan, H. San and T. Shibata
MIXDES - 24th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems,
Bydgoszcz, 2017, pp. 45-49. doi:10.23919/MIXDES.2017.8004592(53)“Non-binary Cyclic and Binary SAR Hybrid ADC”
K. Inoue, T. Matsuura, A. Hyogo, H. San
MIXDES - 24th International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and Systems,
Bydgoszcz, 2017, pp. 105-109. doi: 10.23919/MIXDES.2017.8005163(54) “Non-Binary Cyclic ADC with Correlated Level Shifting Technique”
H. Tsuchiya, A. Uchiyama, Y. Mishima, Y. Watanabe, T. Matsuura, H. San and Masao Hotta
22nd Asia and South Pacific Design Automation Conference ASP-DAC 2017, pp.17{18,
Chiba, Japan, Jan. 2017(55) “14bit 80kSPS Non-Binary Cyclic ADC without High Accuracy Analog Components”
Y. Watanabe, H. Narita, J. Uchita, H. Tsuchiya, T. Matsuura, H. San and Masao Hotta
22nd Asia and South Pacific Design Automation Conference ASP-DAC 2017, pp.15{16,Chiba, Japan, Jan.
2017（＊５）(56) “Structural and electrical properties of compressive strained Ge channels
fabricated on Si (111) and Si (100)”
Md. Mahfuz Alam, Keijiro Sato, Kosuke Sawada, Kentarou Sawano
Joint ISTDM / ICSI 2018, Potsdam, Germany, May 27 - 31, 2018(57)“Fabrication of Ge MOS with low interface trap density by ALD of Al2O3 on epitaxiallygrown Ge”
Ryotaro Matsuoka, Eriko Shigesawa, Satoru Miyamoto, Kentarou Sawano and K.M. Itoh

Joint ISTDM / ICSI 2018, Potsdam, Germany, May 27 - 31, 2018（＊４）(58) “Formation of high quality Al2O3/Ge interface by ALD directly on epitaxial
Ge”
Eriko Shigesawa, Masashi Fukumoto, Ryotaro Matsuoka, Ryosuke Sano, Kohei M. Itoh,
Kentarou Sawano and Hiroshi Nohira
Joint ISTDM / ICSI 2018, Potsdam, Germany, May 27 - 31, 2018(59) “Fabrication and evaluation of Ge on Si (110) by using two-step growth method”
K. Oki, K. Arimoto, J. Yamanaka, K. Nakagawa, K, Sawano
Joint ISTDM / ICSI 2018, Potsdam, Germany, May 27 - 31, 2018(60) “Effect of Strain on the Binding Energy of Ge 2p and 3d core level”
R. Sano, S. Konoshima, K. Sawano, H. Nohira
Joint ISTDM / ICSI 2018, Potsdam, Germany, May 27 - 31, 2018(61) “Room-temperature magnetoresistance effect in Ge lateral spin valve devices”
M. Tsukahara, M. Yamada, T. Naito, S. Yamada, K. Sawano, and K. Hamaya
Joint ISTDM / ICSI 2018, Potsdam, Germany, May 27 - 31, 2018(62) “Electrical spin injection and transport in a SiGe alloy”
Michihiro Yamada, Takahiro Naito, Makoto Tsukahara, Shinya, Yamada, Kentarou Sawano,and Kohei Hamaya
Joint ISTDM / ICSI 2018, Potsdam, Germany, May 27 - 31, 2018（＊１９）(63) "Surface Morphology Evolution of Strained Si1-xGex Grown on RelaxedGe(111)"
Youya Wagatsuma, Md. Mahfuz Alam, Kazuya Okada, Yusuke Hoshi, Michihiro Yamada,Kohei Hamaya, Kentarou Sawano
ISCSIⅧ (8th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces), Tohoku
University, Sendai, Japan, November 27-30, 2019(64) "Si/Ge Heterostructures with Various Surface Orientations”
Md. Mahfuz Alam and Kentarou Sawano (Invited)
EMN Epitaxy 2019, Amsterdam, the Netherlands, June 18-20, 2019(65) "Strain states and critical thickness of Si1-xGex epitaxial layers on Ge-on-Si(111)”
Md. Mahfuz Alam, Kazuya Okada, Yuya Wagatsuma, Yusuke Hoshi, Michihiro Yamada,Kohei Hamaya and Kentarou Sawano
ISTDM / ICSI 2019 Conference, Madison, USA, June 2-6, 2019

【国際会議発表 テーマ２】(1)“Formulation of stimuli-responsive gelatin microspheres coated with polysaccharides andtheir controlled release properties for biopolymers.”
Takahiro Fujii, Maho Katayama, Takashi Kuroiwa, Akihiko Kanazawa
5th World Engineering Conference & Convention, Kyoto International Conference Center(Kyoto, Japan), No. PS 7-3-3, Nov. 30-Dec. 2, 2015.
(2)“Adsorptive treatment of dye wastewater using a chitosan-based particulate hydrogel:preparation and characterization as a pH-responsive adsorbent.”
Kaori Saito, Takashi Kuroiwa, Akihiko Kanazawa

5th World Engineering Conference & Convention, Kyoto International Conference Center(Kyoto, Japan), No. PS 3-3-9, Nov. 30-Dec. 2, 2015.
(3)“Controlled preparation of lipid vesicles as carriers for hydrophilic drugs with highencapsulation efficiency by using water-in-oil-in-water multiple emulsions.”
Akihiko Suzuki, Kaname Horikoshi, Takashi Kuroiwa, Akihiko Kanazawa, Sosaku Ichikawa
5th World Engineering Conference & Convention, Kyoto International Conference Center(Kyoto, Japan), No. PS 7-3-2, Nov. 30-Dec. 2, 2015.
(4)“Improvement of esterification activity of lipase in organic media by hydrationaggregation treatment.”
Maho Katayama, Kenya Suzuno, Ayumi Igusa, Takashi Kuroiwa, Toru Matsui, AkihikoKanazawaAsianCongress on Biotechnology 2015, Hotel Istana (Kuala Lumpur, Malaysia), No. BPE-12,
p.198, Nov. 15-19, 2015.
(5)“Efficient production of trehalose fatty acid esters by enzymatic transesterification using
triglycerides as acyl donor substrate.”
Takashi Kuroiwa, Yoshihiro Aoki, Akihiko Kanazawa
Asian Congress on Biotechnology 2015, Hotel Istana (Kuala Lumpur, Malaysia), No. BPE11, p.197, Nov. 15-19, 2015.
（＊１２）(6)“Enhanced Light Emission from N-Doped Ge Microdisks by Thermal
Oxidation”
H. Hashimoto, X. Xu, K. Sawano, T. Maruizumi
Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science (PRiME 2016), Honolulu,
USA, Oct. 2-7 (2016).
(7)“Light Emission Enhancement from Ge Quantum Dots with Phosphorous δ-Doping”
K. Sawano, K. Mizutani, K. Watanabe, X. Xu, T. Maruizumi
19th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE 2016), Montpellier (France)(Sep 4-9, 2016)(8)“Highly N-doped Ge Microdisks with Circular Bragg Gratings on Ge-on-Insulator”
H. Hashimoto, X. Xu, K. Sawano, T. Maruizumi
19th International Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE 2016), Montpellier (France)(Sep 4-9, 2016)(9)“Influences of Phosphorous δ-Doping at Ge Quantum Dots / Si Interface on
Photoluminescence Properties and Dot Formation”
K. Sawano, K. Watanabe, K. Mizutani, X. Xu, T. Maruizumi
The 18th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-18), Nagoya,Japan (Aug 7-12, 2016)（＊１２）(10)“High Q-factor resonant photoluminescence from Ge-on-Insulator
microdisks”
Xuejun Xu, Hideaki Hashimoto, Keisuke Yoshida, Kentarou Sawano, and Takuya Maruizumi
SPIE Photonics Europe 2016, Brussels, Belgium, April 4-7, 2016(11)“Anisotropic Diffusion and Relaxation of Water Molecules in Wood Observed by PFGNMR”
Y.Hori, T.Kawaguchi, R. Kita, N. Shinyashiki, S. Yagihara, M. Fukuzaki, S. Sudo, andY.Suzuki
26th Annual Meeting of MRS-Japan 2016, 横浜, 2016 年 12 月

(12)“Dielectric Study on Dynamics of Water Molecules and Ions Restricted in Cement andWood Materials”
S. Yagihara, F. Abe, N. Nishi, H. Saito, M. Asano, S. Watanabe, R. Kita, N. Shinyashiki, M.
Fukuzaki, S. Sudo, and Y.Suzuki
11th International Conference on Electromagnetic Wave Interaction with Water and Moist
Substanc, Italy, 2016 年 5 月(13)“Akihiko Kanazawa: Effect of hydration-aggregation treatment on the esterification
activity of lipases.”
Maho Katayama, Takashi Kuroiwa, Toru Matsui
17th International Biotechnology Symposium 2016, Melbourne Convention Centre(Melbourne, Australia), No. 101, Oct. 24-27, 2016.
（＊１０）（＊１８）(14)“The Resonant Phenomenon in the PL Spectra Measured in theTensile-Strained Ge Microbridges”
Peiji Zhou, Xuejun Xu, Yuta Kanda, Sho Matsushita, Kentarou Sawano, and Takuya
Maruizumi
International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM), Sendai, Japan,
September 19-23, 2017(15)“Circular distributed Bragg reflector resonators on highly n-doped Ge-on-insulator”
Hideaki Hashimoto, Yuta Kumazawa, Xuejun Xu, Kentarou Sawano, and Takuya Maruizumi
10th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures (ICSI-10), Coventry,
UK, May14-19 (2017)（＊１０）（＊１８）(16)“Resonant light emission from uniaxially tensile-strained Ge
microbridges”
Sho Matsushita, Yuta Kanda, Xu Xuejun, Kentarou Sawano, Takuya Maruizumi
10th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures (ICSI-10), Coventry,
UK, May14-19 (2017)（＊１０）(17)“Resonant light emission from highly n-doped germanium-on-insulator
microdisks with circular Bragg grating”
Xuejun Xu, Hideaki Hashimoto, Kentarou Sawano, and Takuya Maruizumi
Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO: 2017), San Jose, US, May 14-19, 2017(18)“Investigation of the molecular dynamics of reistricted water in wood by broadband
dielectric measurements”
S. Sudo, Y. Suzuki, F. Abe, Y. Hori, K. Kawaguchi, H. Saito, and S. Yagihara
27th Annual Meeting of MRS-Japan 2017, 横浜, 2017 年 12 月(19)“Anisotropic Diffusion and Relaxation of Water Molecules in Wood Observed by PFGNMR and Dielectric Spectroscopy”
Y. Hori, T. Kawaguchi, R. Kita, N. Shinyashiki, S. Yagihara,M.Fukuzaki, S. Sudo, andY.Suzuki
27th Annual Meeting of MRS-Japan 2017, 横浜, 2017 年 12 月(20)“High-speed analysis of droplet formation in microchannel emulsification using vegetableoils.”
Miki Ito, Takashi Kuroiwa, Akihiko Kanazawa
The 17th Congress of Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering, Hong Kong
Convention and Exhibition
Center (Hong Kong, China), Micro-React-P10, p. 263, Aug. 23-27, 2017.

(21)”Enzymatic synthesis of trehalose esters via lipase-catalyzed transesterification using
triacylgrycerols with different acyl groups.”
Kohei Takeda, Takashi Kuroiwa, Yoshihiro Aoki, Akihiko Kanazawa
The 17th Congress of Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering, Hong Kong
Convention and Exhibition Center (Hong Kong, China), Nano-Mat-P8, p. 625, Aug. 23-27,
2017(22)“Germanium light source monolithically integrated on Si platform” (Invited)
Kentarou Sawano, Xuejun Xu, Takuya Maruizumi
International Conference on Small Science 2018 (ICSS 2018), Rome, Italy, July 4, 2018（＊１４）(23)“Effects of post annealing on in-situ n-doped Ge-on-Si”
Yuta Kumazawa, Xuejun Xu, Kentarou Sawano, Takuya Maruizumi
Joint ISTDM / ICSI 2018, Potsdam, Germany, May 27 - 31, 2018(24)“CMOS-compatible Germanium Light Sources” (Invited)
Kentarou Sawano, Xuejun Xu, Takuya Maruizumi
233rd ECS Meeting, Seattle, USA, May 13-17, 2018(25)“Strained Ge Optoelectronic Devices Integrated on a Si Platform” (Invited)
Kentarou Sawano
Nanotech Malaysia 2018, Kuala Lumpur, Malaysia, May 7, 2018（＊１３）(26) "Enhanced Photoluminescence from Strained Ge-on-Insulator SurfacePassivated with Hydrogenated Amorphous Si"
Kenta Niikura, Yuta Kumazawa, Natsuki Yamahata, Yusuke Hoshi, Tsukasa Takamura,
Kimihiko Saito, Makoto Konagai, Kentarou Sawano
ISCSIⅧ (8th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces), Tohoku
University, Sendai, Japan, November 27-30, 2019(27) "Optical Interferences in Monolayer Tungsten Disulfide and Tungsten Diselenide
Encapsulated by Hexagonal Boron nitride"
Yusuke Hoshi, Shunya Hayashida, Kentarou Sawano
ISCSIⅧ (8th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces), Tohoku
University, Sendai, Japan, November 27-30, 2019(28) "Effect of thermal annealing at a low temperature on exciton dynamics insemiconducting MoTe2 crystals"
Shunya Hayashida, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Kentarou Sawano, and Yusuke Hoshi
SSDM2019, Nagoya University, Nagoya, Japan, September 2-5, 2019(29) "Thermal stability of mechanically-exfoliated monolayer and few layer MoTe2"
Shunya Hayashida, Kenji Watanabe, Takashi Taniguchi, Kentarou Sawano, and Yusuke Hoshi
ISCSIⅧ (8th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces), Tohoku
University, Sendai, Japan, November 27-30, 2019
【国内会議発表 テーマ１＆２】 （件数が多いため、応用物理学会のみ記載）
第 63 回応用物理学会春季学術講演会、東京工業大学、2016 年 3 月 （11 件）（＊１）（＊１７）[21p-P17-5] SiGe ストップ層を用いた歪み Ge-On-Insulator 構造の形成技術開発矢島 佑樹、澤野憲太郎[21p-P9-5] 貼り合わせ法による一軸性歪み SiGe-on-Insulator(SGOI)の作製
松尾 拓哉、澤野憲太郎[20p-W323-5] アモルファス SiGe フォノニック結晶ナノ構造の熱伝導中川 純貴、Jeremie Maire、澤野憲太郎、野村 政宏（＊１０）[21p-P16-11] 円形マイクロブリッジ構造による GOI の二軸引っ張り歪み増強
松下 奨、徐 学俊、澤野憲太郎、丸泉 琢也[20a-H112-10] イオン注入を利用した圧縮歪み Si/緩和 Si1-xCx ヘテロ構造の作製におけるイオン注入条件の検討
有澤 洋、澤野憲太郎、宇佐美 徳隆（＊１１）[21p-P16-12] Ge 量子ドット/Si 界面への P デルタドーピングが発光特性とドット形成に与える影響
渡邊 幸樹、徐 学俊、澤野憲太郎、丸泉 琢也[20p-W323-12] エピタキシャル Ge ナノドット含有 Si 構造を用いた Si 系熱電材料の性能向上
山阪 司祐人、渡辺 健太郎、澤野憲太郎、竹内 正太郎、酒井 朗、中村 芳明[21a-P8-22] 高効率 GaInP//Si 低倍率集光型・波長スプリッティング太陽電池
久保田 智也、佐藤 綾祐、澤野憲太郎、Sichanugrist Porponth、小長井 誠[22a-W321-7] 低倍率集光型 Si ヘテロ接合太陽電池の動作解析
佐藤 綾祐、櫻井 健太、澤野憲太郎、Sichanugrist Porponth、中田 和吉、小長井 誠[20p-H112-5] 選択的イオン注入法で作製した一軸性歪 Ge の異方性応力評価
山本 章太郎、武内 一真、小瀬村 大亮、此島 詩織、澤野憲太郎、小椋 厚志[21p-P9-7] 微傾斜基板を用いた伸張歪み Si/緩和 SiGe/Si(110)ヘテロ構造のモフォロジ
ー及び素子特性
宇津山 直人、佐藤 圭、山田 崇峰、有元 圭介、山中 淳二、中川 清和、原 康介、宇佐美 徳隆、澤野憲太郎

第 77 回応用物理学会秋季学術講演会、朱鷺メッセ、新潟

2016 年 9 月（13 件）[14p-B12-13] SiGe フォノニック結晶におけるナノスケール熱伝導野村 政宏、中川 純貴、澤野憲太郎（＊１０）[15a-P8-4] 高濃度 n 型ドープ Ge マイクロディスクの共振フォトルミネセンス
橋本 秀明、徐 学俊、澤野憲太郎、丸泉 琢也[16a-A24-9] ヘテロ接合型 Si 太陽電池の開放電圧の制限要素
佐藤 綾祐、澤野憲太郎、Porponth Sichanugrist、中田 和吉、小長井 誠[14a-B12-2] Si 薄膜中エピタキシャル Ge ナノドット積層構造における熱伝導率の低減

渡辺 健太郎、山阪 司祐人、澤野憲太郎、中村 芳明[15p-A35-14] 鉄シリサイドナノドット積層構造の制御による熱電物性向上
坂根 駿也、渡辺 健太郎、藤田 武志、澤野憲太郎、中村 芳明（＊２）[16a-D61-5] Si(110)基板上 SiGe 膜の歪み緩和におけるイオン注入の効果
加藤 まどか、村上 太陽、有元 圭介、山中 淳二、中川 清和、澤野憲太郎（＊９）[16a-D61-2] Epitaxial Lift-Off (ELO)法を用いた GOI 基板の作製
大久保 亮太、徐 学俊、澤野憲太郎、丸泉 琢也[14a-C41-4] Electrical spin injection and detection in n+-Ge using Schottky
tunnel contacts
藤田 裕一、山田 道洋、山田 晋也、金島 岳、澤野憲太郎、浜屋 宏平（＊１０）[15a-P8-6] GOI 上歪み円形マイクロブリッジの発光特性
大野 剛嗣、徐 学俊、澤野憲太郎、丸泉 琢也[13a-D61-6] Si ナノウォール構造の作製
篠塚 敦史、徐 学俊、澤野憲太郎、吉葉 修平、平井 政和、市川 幸美、小長井 誠[14a-A24-9] 多接合波長スプリッティング太陽電池の実現に向けた屋外発電特性評価
高橋 怜美、澤野憲太郎、Porponth Sichanugrist、熊田 昌年、渡辺 晴菜、植田 譲、小長井 誠[15p-P11-8] イオン注入歪み緩和法を用いて形成した Si/Si1-xCx/Si(001)構造の結晶性評価
村上 太陽、有元 圭介、山中 淳二、原 康祐、山本 千綾、宇佐美 徳隆、星 裕介、有澤洋、澤野憲太郎、中川 清和[15p-P11-7] 伸張歪み Si/緩和 SiGe/Si(110)ヘテロ構造の結晶成長中における表面形状形成過程に関する研究
山田 崇峰、宇津山 直人、佐藤 圭、白倉 麻衣、山本 千綾、有元 圭介、山中 淳二、原康祐、宇佐美 徳隆、澤野憲太郎、中川 清和

第 64 回応用物理学会春季学術講演会、パシフィコ横浜、2017 年 3 月 （5 件）（＊１８）[16a-F204-2] An Optical Resonator for Tensile-strained Ge
Microbridge by Using Multimode Interference Coupler Loop Mirrors
徐 学俊、松下 奨、澤野憲太郎、丸泉 琢也[15a-422-2] 波長スプリッティング太陽電池ボトムセルへの応用を目指したヘテロ接合
Ge 太陽電池
大谷 俊貴、佐藤 綾祐、澤野憲太郎、小長井 誠[15p-E206-8] ナノドット含有 Si 薄膜における構造と出力因子の関係
坂根 駿也、渡辺 健太郎、藤田 武志、澤野憲太郎、中村 芳明[15p-P14-8] 高空間分解能 HXPES による Ge 2p 内殻準位の結合エネルギーに歪みが与え

る影響の検出佐野 良介、此島 志織、滝沢 耕平、澤野憲太郎、野平 博司[15a-422-3] InGaP//Si 波長スプリッティング太陽電池の屋外発電特性
高橋 怜美、澤野憲太郎、熊田 昌年、渡辺 晴菜、山田 繁、植田 譲、小長井 誠

第 78 回応用物理学会秋季学術講演会、福岡国際会議場、福岡

2017 年 9 月（8 件）（＊３）[8p-C19-4] 二段階成長法を用いた Si(110)基板上 Ge 層の作製と評価
大木 健司、有元 圭介、山中 淳二、中川 清和、澤野憲太郎（＊４）[6a-PA9-1] エピタキシャル Ge 上の直接 ALD による Al2O3 層の形成と評価
繁澤 えり子、佐野 良介、池上 和彦、澤野憲太郎、野平 博司[5p-A503-5] ナノドット含有 Si 薄膜の熱電特性に与える熱処理の影響
坂根 駿也、渡辺 健太郎、藤田 武志、Md. Mahfuz Alam、澤野憲太郎、中村 芳明[5p-A503-4] 組成制御による SiGe/Si 超格子の出力因子増大
谷口 達彦、奥畑 亮、渡辺 健太郎、Md. Mahfuz Alam、澤野憲太郎、藤田 武志、中村芳明[7p-PA9-4] Si キャップ/Ge 量子ドット積層構造の XPS 評価
花田 直士、田中 彰博、新藤 恵美、徐 学俊、澤野憲太郎、野平 博司、丸泉 琢也[6a-C18-4] 低 RA ショットキートンネル接合電極を用いた n-Ge 中の室温スピン伝導検出
塚原 誠人、山田 道洋、藤田 裕一、内藤 貴大、山田 晋也、澤野憲太郎、浜屋 宏平（＊１１）[7p-PA9-3] Ge 量子ドットへの P-Spin-on-Doping が発光特性に与える効果
原田 波子、徐 学俊 、澤野憲太郎、丸泉 琢也（＊８）[6p-C13-4] Spin-on-dopant 拡散による Ge ダイオードの電流注入での発光
岡重 柊汰、徐 学俊 、澤野憲太郎、丸泉 琢也

第 65 回応用物理学会春季学術講演会、早稲田大学、2018 年 3 月 【10 件】[19p-P10-1] 歪み Ge チャネル構造における P ドープを用いたパラレル伝導の抑制
澤田 浩介、高士 孝司、ミロノフ マクシム、澤野憲太郎[18a-D101-2] ヘテロ接合型 Si 太陽電池の Electroluminescence 特性
近藤 嶺、澤野憲太郎、市川 幸美、小長井 誠[20a-F214-5] In-situ n 型ドープ Ge-on-Si におけるポストアニールの影響
熊澤 祐太、徐 学俊、澤野憲太郎、丸泉 琢也（＊１６）[19a-B201-1] Ge 中赤外光グレーティングカプラ
大迫 力人、徐 学俊、澤野憲太郎、丸泉 琢也[19p-P10-5] Ge(111)基板上の歪み Si1-xGex 膜成長と臨界膜厚の評価
坂本 優、山田 道洋、浜屋 宏平、澤野憲太郎（＊５）[19p-P10-6] MBE と ALD による Al2O3/歪み Ge チャネル構造の形成と電気特性評価
佐藤 慶次郎、繁澤 えり子、岩永 洋斗、マクシム ミロノフ、澤野憲太郎[20p-C304-8] SiGe ナノワイヤーにおける弾道的熱輸送
岡本 昂、柳澤 亮人、アラム マハフーズ、澤野憲太郎、野村 政宏[19a-G203-6] Room-temperature spin transport in n-Ge probed by four-terminal
nonlocal measurements
山田 道洋、塚原 誠人、藤田 祐一、内藤 貴大、山田 晋也、澤野憲太郎、浜屋 宏平[17a-F102-10]ナノ構造化 Si 薄膜における出力因子決定機構
坂根 駿也, 渡辺 健太郎, 成瀬 延康, Md. Mahfuz Alam, 澤野憲太郎, 森 伸也, 中村
芳明[17a-F102-9]界面制御による Si/SiGe 超格子の出力因子操作
谷口 達彦，渡辺 健太郎，Md. Mahfuz Alam, 澤野憲太郎，中村 芳明
第 79 回応用物理学会秋季学術講演会、名古屋国際会議場、名古屋

2018 年 9 月（6件）[20p-234B-6] 低温における SiGe ナノワイヤー中の熱輸送に関する考察
岡本 昂、柳澤 亮人、アラム マハフーズ、澤野 憲太郎、野村 政宏[19p-PB7-1] 選択エッチングを用いた歪み SiGe(111)-On-Insulator 基板の作製
大島 修一郎、坂本 優、山田 道洋、浜屋 宏平、澤野 憲太郎[18p-235-9] Ge 量子ドットを有する円形 DBR 微小共振器構造の発光特性
石井 大介、水谷 昂平、原田 波子、徐 学俊、丸泉 琢也、澤野 憲太郎[18p-235-11] ウェットエッチングによる歪み Ge マイクロブリッジの作製
田村 亮貴、大久保 亮太、徐 学俊、丸泉 琢也、澤野 憲太郎[21p-131-1] [優秀論文賞受賞記念講演] Room-temperature spin transport in n-Geprobed by four-terminal nonlocal measurements
山田 道洋、塚原 誠人、藤田 裕一、内藤 貴大、山田 晋也、澤野 憲太郎、浜屋 宏平[19p-PB7-3] 伸張歪み Si/緩和 SiGe/Si(110)ヘテロ構造のゲート電圧印加 Hall 測定による移動度評価浪内 大地、佐藤 圭、澤野 憲太郎、有元 圭介、山中 淳二、原 康祐、中川 清和

第 66 回応用物理学会春季学術講演会、東京工業大学、2019 年 3 月 【4 件】（＊６）[12p-M113-9] ガラス上への Ge 貼り合わせにおける界面アモルファス層挿入の効果
小野 貴史、高藤 裕、澤野 憲太郎[9p-W371-3] 温度と組成に依存する Si1-xGex ナノワイヤ中の準弾道的熱輸送
岡本 昂、柳澤 亮人、マハフーズ アラム、澤野 憲太郎、黒澤 昌志、野村 政宏

[10a-W351-4] 高出力因子 Si-rich SiGe/Si 超格子における更なる低熱伝導率化
谷口 達彦、石部 貴史、Md. Mahfuz Alam、澤野 憲太郎、中村 芳明[12a-PB3-3] 水素ラジカル加熱を用いたガラス基板上 Poly-Si 形成技術開発
中家 大希 1、斎藤 慎吾 1、荒井 哲司 1、上村 和貴 1、有元 圭介 1、原 康祐 1、山中淳二 1、中川 清和 1、高松 利行 2、澤野 憲太郎 3

第 80 回応用物理学会秋季学術講演会、北海道大学、札幌2019 年 9 月(9 件)[19p-E313-7] In-situ ドープによる Ge-on-Si(111)の n 型伝導制御
水口 俊希、大島 修一郎、澤野 憲太郎[19p-E313-6] P ドープ Ge-on-Si における拡散ストップ層挿入の効果
山田 航大、熊澤 裕太、丸泉 琢也、澤野 憲太郎（＊１５）[18p-PA2-1] ナノ多孔層ガラス基板を利用した Ge ナノドットの作製
石井 大介、下田 麻由、伊藤 匠、星 裕介、藤間 卓也、澤野 憲太郎[18a-PA5-3] サブ波長格子構造を有する Si 中赤外導波路
大迫 力人、徐 学俊、忠永 修、澤野 憲太郎、丸泉 琢也、俵 毅彦、後藤 秀樹[19p-E307-7] 欠陥制御によるナノ結晶含有 Si 薄膜の熱電特性改善
坂根 駿也、石部 貴史、成瀬 延康、目良 裕、Md. Mahfuz Alam、澤野 憲太郎、中村 芳
明[21p-E201-7] hBN/1L-WSe2/hBN 構造の光取り出し効率の改善
林田 隼弥、渡邊 賢司、谷口 尚、増渕 覚、守谷 頼、町田 友樹、澤野 憲太郎、星 裕介[19p-E313-4] Ge-on-Si(111) 及び Ge(111) 基板上の歪み Si1-xGex の臨界膜厚
我妻 勇哉、Md. Mahfuz Alam、岡田 和也、星 裕介、山田 道洋、浜屋 宏平、澤野 憲太
郎[19p-E313-9] 歪み Si/緩和 SiGe/Si(110)ヘテロ構造 p-MOSFET における電界効果移動度の歪み Si 膜厚依存性
藤澤 泰輔、各川 敦史、浪内 大地、斎藤 慎吾、佐野 雄一、泉 大輔、山中 淳二、原康祐、澤野 憲太郎、中川 清和、有元 圭介[19p-E313-8] 歪み Si/緩和 SiGe/Si(110)ヘテロ構造の反転キャリアの Hall 移動度評価
浪内 大地、澤野 憲太郎、各川 敦史、佐野 雄一、泉 大輔、有元 圭介、山中 淳二、原康祐、中川 清和第 67 回 応用物理学会春季学術講演会

上智大学、東京2020 年 3 月 （5 件）（＊１７）[12p-D519-8] GOI 基板作製における貼り合わせ後熱処理の影響柴田 翔吾、石川 亮佑、星 裕介、澤野 憲太郎[14a-A404-4] 単層 MoTe2 の hBN 封止構造における熱処理による光学特性への影響
林田 隼弥、齋藤 梨沙、渡邊 賢司、谷口 尚、澤野 憲太郎、星 裕介[13a-D511-5] Si-rich SiGe/Si 超格子における高熱電出力因子の要因
谷口 達彦、石部 貴史、Md. Mahfuz Alam、澤野 憲太郎、中村 芳明[12p-D519-6] Ge-on-Si 基板のパターニングによる歪み SiGe 層中クラック発生の抑制
我妻 勇哉、Md. Mahfuz Alam、岡田 和也、星 裕介、山田 道洋、浜屋 宏平、澤野 憲太
郎[13a-D511-6] ナノ構造化 Si 薄膜における構造制御による高熱電性能化
坂根 駿也、石部 貴史、成瀬 延康、目良 裕、Alam Md. Mahfuz、澤野 憲太郎、中村 芳
明＜研究成果の公開状況＞（上記以外）
シンポジウム・学会等の実施状況、インターネットでの公開状況等＜既に実施しているもの＞【シンポジウム・セミナー開催】 （【資料１】）2015 年 12 月 14 日 キックオフ・シンポジウム開催
2016 年 4 月 29 日 総研セミナー開催
2017 年 5 月 8 日 総研セミナー開催
2017 年 12 月 15 日 総研セミナー開催
2018 年 6 月 28 日 総研セミナー開催
2019 年 4 月 25 日 総研セミナー開催【イベント出展】2017 年 1 月 24 日 JST 新技術説明会にて技術紹介
2018 年 8 月 31 日 イノベーションジャパン出展（総合研究所の大学組織展示として）2018 年 12 月 12-14 日 SEMICON Japan 2018 出展
2019 年 12 月 11-13 日 SEMICON Japan 2019 出展【新聞・雑誌 記事掲載】
（
【資料２】
）
2016 年 1 月 25 日 フジサンケイビジネスアイ（16 面）「ゲルマニウムを基盤とする半導体デバイス開発に着手」
2016 年 5 月 30 日 日本経済新聞（13 面）「基板の面積広げ 消費電力抑える」
2016 年 6 月 28 日 日刊工業新聞（31 面）「大面積ゲルマニウムウェハー 絶縁膜上に作製」
2017 年 5 月 17 日 日刊工業新聞（29 面）「ゲルマニウム内電子流れ解明 次世代半導体技術に道」（阪大と共同）【インターネット公開】
総合研究所の HP にて研究内容、プロジェクトについて掲載
http://www.arl.tcu.ac.jp/

＜これから実施する予定のもの＞
・総合研究所ホームページでの本プロジェクト成果報告内容の公開 2020 年 7 月公開予定・2020 年 9 月総研セミナー（成果報告会）開催予定

１４ その他の研究成果等【受賞】① 応用物理学会 結晶工学分科会研究会(未来塾) 発表奨励賞（2016 年 11 月 7 日）
受賞者：修士課程 2 年 橋本秀明
タイトル：
「円形ブラッグ・グレーティングを有する Ge マイクロディスクの共振 PL」
共著者：橋本秀明, 徐学俊, 澤野憲太郎, 丸泉琢也
② 第 21 回電子デバイス界面テクノロジー研究会」最優秀講演賞（服部賞）（2016 年1 月 23 日）
受賞者：修士課程 1 年 橋本秀明
タイトル：
「表面不活性化による歪み Ge-on-Insulator の発光強度増大」
共著者：橋本秀明, 徐学俊, 澤野憲太郎, 丸泉琢也
③ 応用物理学会 シリコンテクノロジー分科会 論文賞 2018 年 3 月 19 日
“ Room-temperature spin transport in n-Ge probed by four-terminal nonlocal
measurements“
受賞者：山田道洋, 塚原誠人, 藤田裕一, 内藤貴大, 山田晋也, 澤野憲太郎, 浜屋宏平
④ 平成 28 年度東京都市大学優秀研究賞・若手研究者奨励賞 2016 年 9 月 9 日
受賞者：徐 学俊受賞業績：
「ゲルマニウムを用いる発光材料及びデバイスの高性能化に関する研究」⑤ 平成 29 年度東京都市大学優秀研究賞・優秀研究者賞 2017 年 9 月 4 日
受賞者：澤野 憲太郎
受賞業績：「次世代半導体デバイスの基盤となる高性能結晶の形成技術開発に関する研究」

１５ 「選定時」及び「中間評価時」に付された留意事項及び対応＜「選定時」に付された留意事項＞
なし＜「選定時」に付された留意事項への対応＞なし＜「中間評価時」に付された留意事項＞
なし＜「中間評価時」に付された留意事項への対応＞なし