光誘起電流変調を利用した多値化信号生成素子を創成するSiGeヘテロ接合特性の評価

2011 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22560339
• Research Institution: Hokkaido Institute of Technology
• Principal Investigator: 藤永 清久 北海道工業大学, 創生工学部, 教授 (40285515)
• Keywords: SiGe量子井戸 / 電界効果素子 / シミュレーション / 光誘起電流

Research Abstract

東北大震災により差分法に基づくセルフコンシスタントな量子デバイスシミュレータをインストールするワークステイションの納期が遅れ、当初の研究計画よりも半年ほど遅れることとなったが、SiGe多重量子井戸の物性およびデバイスパラメータの基本データの収集に努め、Geの組成比、SiGe量子井戸幅、Siバリヤ層幅、量子井戸数と量子エネルギー準位、キャリアの確率密度分布との関係を明らかにし、気相成長法により形成した量子井戸のフォトルミネッセンスの測定結果とを比較したところ、両者が良い一致をしていることから、量子井戸構造を検討するシミュレータとして適切なツールであることが確認でき、次のステップである量子井戸構造電界効果デバイスのシミュレータとして改造する足がかりを得ることができた。また、SOI界面の結晶欠陥が光誘起キャリアのシンクになり、誘起電流の損失など特性に悪影響を及ぼすことが予想されるため、SOI上に電界効果デバイスを形成し、バックゲート電圧特性からキャリアシンクを評価する方法を調べることとし、ゲート長が数ミクロンから数百ミクロンのデバイスの作製を開始した。これらのデバイス特性評価は次年度に行う予定である。SiGeのGe濃度はデバイス特性の大きな要因になるが、気相成長法ではGe濃度を40%まで増加すると、成長モードが変化しSiGe/Si界面が不均一になることが判明したので、おおよそ20%程度までを実用的なGe濃度の上限とすることが効率的であるとの知見を得た。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

東北大震災によりシミュレーションに使用するワークステイションの入手が遅れたため、シミュレーションの開始が遅れ、計画よりもおおよそ半年遅れている。ただし、実験については計画通り順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

・SOI基板を用いた量子井戸シミュレータをデバイスシミュレータに改造する計画であるが、コードがかなり膨大であるため一部外注を考えているが、資金的に難しい面があるので本学の研究助成金の導入も考慮したい。
・研究発表が遅れていたが、これまでに得られた研究成果をH24年度中に整理し、2件の論文にまとめ投稿する。