2017 Fiscal Year Research-status Report
InAs系複合構造を用いた室温動作テラヘルツ波検出器の開発
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17K14673
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小山 政俊 大阪工業大学, 工学部, 講師 (30758636)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | テラヘルツ検出 / ボウタイダイオード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、高い電子移動度を有するInAs/AlGaSbヘテロ構造にボウタイダイオード構造を作製し、高検出感度、広い動作周波数、速い応答速度のゼロバイアス・室温動作テラヘルツ波検出器を実現するために、今年度はGaAs基板上に高品質なInAs単層薄膜を成膜する検討を行った。これは、最終的に適用を目指す高移動度のInAs/AlGaSbヘテロ構造と比較すると結晶成長プロセスが非常に簡便、かつ低コストであることや、これまで他機関から報告されているn-GaAs薄膜と比較するために実施した。InAs/AlGaSbヘテロ構造比で、電子移動度は低いものの、低温成長したInAsバッファ層を挿入した簡易なInAs薄膜でも室温で電子移動度は約7,000cm^2/Vsを有しており、また、単層構造のため加工プロセスも簡単化が可能である。InAs単層薄膜チャネルのボウタイダイオードを試作することでInAs/AlGaSbヘテロ構造や研究が先行するn-GaAsチャネルのボウタイダイオードとの非線形電子輸送特性の比較を予定している．
ボウタイダイオードの非線形電子輸送特性を評価するための測定セットアップについては、今年度マニュアルプローバーを導入し、その立ち上げを完了している。また、最表面のパッシべーション膜を成膜する手法の一つとして、ミスト化学気相成長法による酸化物薄膜の成膜技術の開発にも着手した。この手法は大気圧条件で成膜可能な非真空プロセスであること、また、比較的低温で酸化物薄膜を化学気相堆積できることから表面パッシベーション膜の成膜方法として有用である。成膜装置を自作し、装置立ち上げまで今年度は完了し、表面保護膜として最適な酸化物薄膜を探索している段階である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初は，InAs/AlGaSbヘテロ構造の漏れ電流抑制構造の試作と評価を行う予定であったが、研究実績に述べたとおりInAs単層薄膜の成膜を行なったために漏れ電流対策のための成膜実験が行えていない。また、初年度においてボウタイダイオードのドライエッチングプロセスを確立し，実デバイスを作製し電気的特性を評価する予定であったが，今年度は実デバイスの試作までは至っていないため、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度に十分に実施できなかったInAs/AlGaSbヘテロ構造の漏れ電流抑制構造の試作と評価を行う。また、ドライエッチングプロセスを確立し、初年度に作製したInAs単層薄膜や漏れ電流抑制を施したInAs/AlGaSbヘテロ構造を順次用いてボウタイダイオードを作製し非線形電流電圧特性の評価を行う。構造決定には電界分布をTCADによってシミュレーションし、内部で電界強度が強くなる構造を予め特定し、その結果を実際の素子設計にフィードバックしてフォトマスクを作製し、ボウタイダイオードの作製を行う。THz波のアンテナとなる電極の形状は、検出するTHz波の周波数帯と感度に大きく影響することから、幾つかの検出対象とする中心周波数の波長を考慮した設計を行う。
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| Causes of Carryover |
理由：主に評価装置の購入とそのセットアップに必要な物品を購入したが、予定よりも必要な経費を抑制することができたためである。
使用計画：次年度は、InAs/AlGaSbヘテロ構造の成長回数が増えることから、次年度に繰り越した分を成膜中に使用する液体窒素の購入に充てる。
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Research Products
(3 results)
