2019 Fiscal Year Annual Research Report
Bottom-Up Integration of Vertical Nanowire Spin-Transistors on Silicon
| Project/Area Number |
17H02727
|
|---|
| Research Institution | Hokkaido University |
|---|
Principal Investigator |
原 真二郎 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 准教授 (50374616)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本久 順一 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60212263)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 垂直自立型ナノワイヤ / スピンエレクトロニクス / スピントランジスタ / ボトムアップ / メゾスコピック系 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
独自の半導体ナノワイヤ（NW）技術とスピントロニクス技術の融合により、(1)縦型半導体NWと磁気トンネル接合（MTJ）電極によるヘテロ接合NWを用いた縦型NWスピン電界効果トランジスタの実現、(2)材料を問わず種々の結晶ウェハ上で位置・サイズ制御可能で、原子レベルで急峻な単結晶ヘテロ接合界面の形成が可能な新奇のボトムアップ型集積技術の基盤確立を目的とする。これを目的に本年度は、縦型NWのボトムアップ選択形成、ナノデバイスプロセス開発、MTJ電極パターンの作製と評価、強磁性体電極によるNWの磁気輸送特性評価を中心に進めた。
海外連携ではNWの磁気輸送特性評価をさらに進め、MTJ電極の前段階、強磁性体Ni電極を形成したInAs、Si、MnAs/InAs-NWsの評価等を実施した。非磁性金属Au/Ti電極との比較や、縦型デバイスプロセスで用いるHSQ絶縁層による埋込・頭出し・電極形成したNW等に対する種々の物性評価実験を進め、特にSiでは、AuとNi電極間のNWに流す電流方向に依存して、磁気抵抗が印加磁場強度・方向に対して異なる変化を示す等、電極・NW間のショットキー障壁高さの違いによると推察される現象を確認したが、連携先との協議により、物理的理解に向けた追実験の継続と解析を進めている。NIMSとの国内連携では、実際のGe/SiコアシェルNWチャネルで用いるGe-NWのVLS選択成長実験を進め、Siウェハ上の金触媒膜厚、選択成長条件等に対する依存性評価を行った。結果の詳細な解析を継続中であるが、Siに比べGeは比較的良好な縦方向NW成長が確認されており、Geをコア層とするGe/Si-NW選択成長実験を進めている。また北陸先端大との連携で進めるMTJ電極作製では、CoFe薄膜の形状・方向・膜厚に依存する磁区構造のこれまでの知見から、単磁区となる電極パターンに対して詳細な印加磁場方向・強度依存性評価を行い、磁化スイッチング（印加磁場±500G）制御を実現しており、これを元に縦型素子を設計・作製する。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Anomalous Angle-Dependent Magnetoresistance in InAs Nanowires2019
Author(s)
Patrick Uredat, Ryoma Horiguchi, Ryutaro Kodaira, Shinjiro Hara, Peter J. Klar, and Matthias T. Elm
Organizer
the Nanowire Week 2019, Pisa, Italy, September 23-27, 2019, Tu4.4, p. 55
Int'l Joint Research
-
-
[Presentation] Aspect Ratio Dependence of Magnetization Switching in CoFe Nanolayers Patterned on GaAs (001) Substrates2019
Author(s)
Ryoma Horiguchi, Keigo Teramoto, Yusuke Adachi, Masashi Akabori, Shinjiro Hara
Organizer
the 8th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces (ISCSI-VIII), Sendai, Japan, November 27-30, 2019, WP2-20, pp. 53-54
Int'l Joint Research
-
