2004 Fiscal Year Annual Research Report
GaAs分子層成長を用いた超高速トンネルトランジスタの開発
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16360014
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Semiconductor Research Institute |
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Principal Investigator |
倉林 徹 財団法人半導体研究振興会, 主任研究員 (90195537)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西澤 潤一 財団法人半導体研究振興会, 半導体研究所, 名誉所長 (20006208)
ピョートル プォトカ 財団法人半導体研究振興会, 半導体研究所, 主任研究員 (70270501)
辺見 政浩 財団法人半導体研究振興会, 半導体研究所, 研究員補助員
浜野 知行 財団法人半導体研究振興会, 半導体研究所, 実験補助員
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| Keywords | トンネルトランジスタ / ガリウム砒素薄膜成長 / 分子層エピタキシー / 不純物添加 / 変調ドープ / トンネル接合 |
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| Research Abstract |
本研究は分子層成長技術を用いた新規な超高速トンネルトランジスタの開発を目的としており、今年度はトンネルトランジスタ形成のキーテクノロジーとなるガリウム砒素極薄膜低温成長である分子層エピタキシーに関し、低温成長における高濃度不純物添加技術を追求した。GaAsの分子層エピタキシーでは原料となるTEG(トリエチルガリウム)とAsH_3の交互導入による自己停止成長機構(self-limiting growth mechanism)の発現する条件が265℃という低温成長で実現できることを確認し、さらに高濃度不純物添加における不純物の活性化率制御と拡散制御に関する研究を行った。不純物添加分子層成長モードとして、単分子ドープ層形成後にノンドープ層を数層挿入するという独自の変調ドープの有効性を確認した。この変調ドープ法により、265℃の低温成長でありながら、高い不純物活性化率が得られること、およびノンドープ層による拡散防止効果があることが実験的に確かめられた。添加不純物としては、ドナー不純物としてSeおよびTe、アクセプタ不純物としてはZnを用いて実験し、不純物制御されたp^<++>およびn^<++>層の形成を実現した。デバイスへの適用例として、p^<++>n^<++>トンネル接合からなる2端子素子であるタンネットダイオードを試作し、トンネル電流による電流-電圧特性と素子発振特性を確認した。またトンネルトランジスタに関しては、横方向に形成された極薄膜のp^<++>およびn^<++>層による2次元p^<++>n^<++>接合からなるソース・ドレイン構造を作製し、トンネル電流が支配的な成分となることを確認した。
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