2019 Fiscal Year Research-status Report
GeSiSn/GeSn量子井戸を用いた高周波発振素子の開発
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19K04487
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
塚本 貴広 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (50640942)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須田 良幸 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (10226582)
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) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | GeSiSn / ヘテロ接合 / 結晶成長 / スパッタエピタキシー / ラマン分光法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Ⅳ族半導体GeSiSnによる格子定数整合系ヘテロ接合を用いたGeSiSn/Ge(Sn)共鳴トンネルダイオード（RTD）の試作に向けた要素技術の開発に取り組んだ。GeSiSn/Ge(Sn)ヘテロ接合技術は、本研究のコア技術であり、目的とするRTDデバイスの特性を決定する。これまでに、GeSiSn/Ge量子井戸の形成に成功しているが、さらなるGeSiSn/Geヘテロ接合形成技術の開発として、格子定数整合したGeSiSn/Ge積層膜の積層条件と結晶性の関係についてラマン分光法により調査した。ラマンスペクトルの半値幅による結晶性評価を行った結果、GeSiSn/Ge積層膜の結晶性は、Ge層とGeSiSn層の膜厚に依存しており、Ge層とGeSiSn層の膜厚および成膜時間の比に相関があることがわかった。これらの結果から、ラマン分光法によるGeSiSn/Ge積層膜の結晶性評価においては、Ge層とGeSiSn層の膜厚の比により規格化する必要があり、Ge層を厚くすることで結晶性が向上することがわかった。本研究では、GeSiSn/Geヘテロ接合形成技術の開発を試み、GeSiSn/Ge積層膜の結晶性評価及び結晶性向上に向けた指針を見出した。今後の研究の展開として、本技術をGeSiSn/Ge(Sn)量子井戸の形成に応用し、最終的に試作を目指すGeSiSn/Ge(Sn)-RTD素子開発に適応していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、Ⅳ族格子定数整合系GeSiSn/Ge(Sn)ヘテロ接合を用いた共鳴トンネルダイオード（RTD）の開発を行っている。GeSiSn/Geヘテロ接合技術は、目的とするRTDデバイスの特性を決定する本研究のコア技術である。本研究では、GeSiSn/Geヘテロ接合形成技術の開発を試み、GeSiSn/Geヘテロ接合の結晶性評価及び結晶性向上に向けた指針を見出した。最終的に試作を目指すGeSiSn/Ge(Sn)-RTDデバイスの特性向上に貢献し得る技術の開発に成功しており、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究は、当初の予定から大幅な変更はなく、計画通りに進める予定である。
これまでの研究成果をもとに、GeSiSn/GeSnヘテロ接合形成技術の開発を行う。GeSnはGeSiSnよりもSn析出が起こりやすいため、最適な成膜温度を明らかにする必要がある。また、GeSiSnの成膜技術や物性評価をさらに進展させ、GeSiSn/Ge(Sn)量子井戸の設計や最適な形成条件の探索を進める。次に、RTDデバイス試作に向けた要素技術の開発として、直列抵抗の低減に向けた技術開発に取り組む。オーミック電極における接触抵抗の低減など、GeSiSn/Ge(Sn)-RTDデバイスのプロセス技術の開発を進める。
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Research Products
(2 results)
