2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a germanium spin MOSFET
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19H05616
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
浜屋 宏平 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (90401281)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤野 憲太郎 東京都市大学, 理工学部, 教授 (90409376)
山本 圭介 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (20706387)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Keywords | ゲルマニウム / スピン伝導 / スピンMOSFET |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの研究成果を基に，詳細な微細加工プロセスを分担者グループと共同開発し，ゲルマニウムスピンMOSFET専用のトップゲート構造の作製プロセスの低温化と，ソース・ドレイン部のpn接合構造の最適化[特願2022-194902]，ゲート酸化膜(SiO2/GeO2など)の高品質化・薄膜化などを図ることで，強磁性ホイスラー合金電極からなるソース・ドレイン構造を装備したスピンMOSFET構造を実際に試作し，ゲート電圧2V以下で電流が増大する反転層型のトランジスタ動作に成功した．この成果は，半導体デバイスプロセス系の論文誌に掲載された[Mat. Sci. Semicon. Proc. 167, 107763 (2023)]. また，Ge組成の多いSiGe薄膜の成長中に薄膜内に生じる「クラック」を抑制する手法が確立してきたために，Si(111)基板上へのGe/SiGe多重量子井戸構造の作製と評価を行うこともできた．室温で(111)量子井戸層からの発光の観測にも成功している[Mat. Sci. Semicon. Proc. 177, 108300 (2024)]．結果として，代表者が実現する強磁性ホイスラー合金電極をこの(111)Ge量子井戸と融合することが可能となり，Ge量子井戸へのスピン注入にも成功しつつある[論文投稿準備中]．これらの成果はスピンLEDなどの更なる発展が期待される成果である．最終的に，スピン拡散長の増大に成功しているSi0.1Ge0.9層をチャネル層とする蓄積型のトップゲートスピンMOSFETを作製することにも成功し，室温でスピン伝導の観測に成功した[論文投稿準備中]．
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Molecular beam epitaxy growth of ferromagnetic Heusler alloy films on SiGe(111) grown by Al-Ge-paste-induced liquid phase epitaxy,2023
Author(s)
Michihiro Yamada, Kazuaki Sumi, Ai. I. Osaka, Azusa. N. Hattori, Youya Wagatsuma, Kentarou Sawano, Shinya Yamada, Shota Suzuki, Marwan Dhamrin, and Kohei Hamaya
Organizer
ISTDM-ICSI-2023
Int'l Joint Research
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