2019 Fiscal Year Annual Research Report
High-performance Si/SiGe RTD with fully compressively strained SiGe of high Ge composition ratio formed by sputtering method
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17H03245
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
須田 良幸 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (10226582)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚本 貴広 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (50640942)
広瀬 信光 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所企画室, エキスパート (90212175)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 電子デバイス・機器 / 量子エレクトロニクス / 共鳴トンネルダイオード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高いGe組成で完全歪の得られるスパッタエピタキシー法を用いて作製した正孔トンネル型Si/SiGe3重障壁共鳴トンネルダイオード（TB p-RTD）で、平成29年度に204 kA/cm2、正孔トンネル型Si/SiGe2重障壁共鳴トンネルダイオード（DB p-RTD）で、平成30年度に147 kA/cm2の、世界最大のピーク電流密度を得た。
令和元年度は、はじめに、エミッタ層の最大の不純物濃度を評価した。29年度に、不純物濃度の増加によって、RTDのピーク電流密度が比例的に増大する結果を得ているが、高い不純物濃度がRTD積層構造の平坦度に影響を与えるため、この視点から最大不純物濃度を評価できた。また、ｐ型Siに対して低接触抵抗を与えるオーミック電極としての金属の種類とその成膜方法を検討し、Al、Ni、Ti、Pt、Wの中で、高耐熱性のWを用いて最も低い接触抵抗を得た。また、絶縁膜として、高耐熱性の絶縁レジストを用いていたが、RTDは電流密度が高く、より高い耐熱性が要求されるために、TEOSを用いたSiO2を絶縁膜を用いたプロセスを開発した。
平成30年度までに探索した、井戸幅、障壁幅、における構造に、今年度得られたエミッタの不純物濃度の最適値、オーミック電極形成法、および、SiO2絶縁膜の形成プロセスを組み合わせ、Si/Si(0.82)Ge(0.18)の3重障壁共鳴トンネルダイオード（TB p-RTD）で297 kA/cm2、Si/Si(0.82)Ge(0.18)の2重障壁共鳴トンネルダイオード（DB p-RTD）で316 kA/cm2、Si/Si(0.76)Ge(0.24)の2重障壁共鳴トンネルダイオード（DB p-RTD）で157 kA/cm2のピーク電流密度を得て、世界記録を更新した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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