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中性子局所ドーピングに向けた$$^{30}$$Si同位体濃縮薄膜

$$^{30}$$Si-enriched thin film for local neutron transmutation doping

山田 洋一; 山本 博之; 大場 弘則; 笹瀬 雅人*; 江坂 文孝; 山口 憲司; 鵜殿 治彦*; 社本 真一; 横山 淳; 北條 喜一

Yamada, Yoichi; Yamamoto, Hiroyuki; Oba, Hironori; Sasase, Masato*; Esaka, Fumitaka; Yamaguchi, Kenji; Udono, Haruhiko*; Shamoto, Shinichi; Yokoyama, Atsushi; Hojo, Kiichi

シリコン同位体濃縮材料はユニークな物性の期待されるものが少なくない。この中で、$$^{30}$$Siは熱中性子により$$^{31}$$Pに核変換することからドーパントとして機能することが知られている。本研究ではこの現象を応用し、原子力機構において開発された高効率な同位体濃縮法により得られた$$^{30}$$Si濃縮SiF$$_{4}$$($$^{30}$$Si:$$sim$$30%)を原料として用い、高精度ドーピング手法の開発を目指して$$^{30}$$Si濃縮薄膜を作製した。薄膜の質量分析の結果から原料とほぼ同じ同位体組成であることを明らかにした。これらの結果と併せて薄膜及び界面の構造,中性子照射に伴う電気特性の変化についても議論する。

$$^{30}$$Si in natural Si has been widely used for a doping source, since $$^{30}$$Si can be transmuted into $$^{31}$$P by thermal neutron (Neutron Transmutation Doping, NTD). In the present study, $$^{30}$$Si-enriched thin film has been fabricated in order to demonstrate the local NTD. The $$^{30}$$Si-enriched film with thickness of 100 nm was deposited on the Si(100) substrate by plasma enhanced chemical vapor deposition using $$^{30}$$Si-enriched SiF$$_{4}$$ as the source gases. Nanostructure of films and changes of electronic properties by the neutron irradiation will be discussed.

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