二次元物質とシリコンを用いたヘテロエレクトロニクスの創出
| Project/Area Number |
23K26151
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| Project/Area Number (Other) |
23H01457 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
岡田 直也 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (10717234)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
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| Keywords | シリコン / 二次元物質 / TMDC / ヘテロ接合 / トランジスタ / 二次元 / MOS / 仕事関数 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、多様なバンド構造を有するカルコゲナイド系二次元層状物質と三次元バルク半導体「Si」の接合形成技術を開発する。これにより、既存のシリコン材料プロセス技術では成し得ないような原子レベルでの急峻性と欠陥レスな理想的界面を追究する。さらに、二次元物質の構造や組成の変化による接合界面の電子状態を明確にすることで、二次元物質/Siのヘテロ接合界面のフェルミレベル制御とバンドアライメント制御を実現する。これらにより、二次元物質と融合したシリコンデバイス・プロセス・材料の学術体系を創出する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
R5年度は、二次元物質として層状物質のSb2Te3を対象とし、Sb2Te3とSiのヘテロ接合を作製し、その接合特性を調べた。電流―電圧測定から、Sb2Te3/n-Siヘテロ接合はオーミック特性を示し、Sb2Te3/p-Siヘテロ接合は障壁高さ0.77eVの整流特性を示した。Sb2Te3を金属電極としたMOSキャパシタンスの容量―電圧測定から、Sb2Te3は4.44eVの実効仕事関数を持つことが分かった。これらの結果は、Sb2Te3/Siヘテロ接合では、伝導帯端で低いオフセットを持つことを示す。これらの研究成果について、論文１件採択、特許１件出願、国際会議1件発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、Sb2Te3とSiのヘテロ接合を作製し、この接合の電気的な接合特性を明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
R6年度は、二次元物質の対象として、MoS2に着目し、シリコン上のMoS2成膜、MoS2上のシリコン成膜に取り組み、二次元物質とシリコンのヘテロ接合作製に挑戦する。さらに、MoS2上酸化物の成膜にも取り組み、MoS2上への3次元物質のヘテロエピタキシャル成長にも挑戦する。また、シリコン上への2次元遷移金属シリサイドエピタキシャル成長にも取り組む予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(6 results)
