2022 Fiscal Year Annual Research Report
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21K14199
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
茂藤 健太 九州大学, 総合理工学研究院, 特別研究員(PD) (70896191)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ゲルマニウム / 多結晶 / 薄膜 / 金属コンタクト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低温合成可能であり、高移動度を有する多結晶Geを電子デバイス応用するためには、金属/多結晶Geのショットキー障壁が欠かせない。しかしながら、金属/Ge界面で生じるフェルミレベルピニング（FLP）により、どのような金属を用いても、高電子障壁（低正孔障壁）を示してしまうため、ショットキー障壁高さの制御が困難であった。前年度は、多結晶GeをZrNを直接スパッタ堆積することでFLPを緩和し、p型Ge上に整流性（低電子障壁）を発現させることに成功した。本年度は、この整流性（低電子障壁）発現メカニズムの解明とショットキー障壁高さの制御に取り組んだ。
ZrN/多結晶Geの界面について、電子顕微鏡法、エネルギー分散型X線分光法、電子回折法を用いて詳細に評価した。この結果、ZrN/多結晶Geに界面において、(1)界面層が存在すること、(2)その界面層は非晶質であり、窒素を含んでいることが分かった。この結果は、単結晶Ge上のZrNコンタクトの結果と一致しており、界面層の窒素に由来するダイポールがFLPを緩和し、整流性（低電子障壁）が発現したことを示している。この窒素を含む非晶質界面層の上に様々な仕事関数の金属を形成したところ、金属の仕事関数を反映した整流特性が得られた。多結晶Ge上においてショットキー障壁高さの広範な制御が可能であることを示す結果であり、多結晶Geの電子デバイス応用を開拓する成果であると言える。
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