2011 Fiscal Year Annual Research Report
金属/半導体界面の終端効果とバンドアライメントの決定機構に関する研究
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22760244
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西村 知紀 東京大学, 大学院・工学系研究科(工学部), 技術専門職員 (10396781)
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| Keywords | 電子デバイス・集積回路 / フェルミレベルピンニング |
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| Research Abstract |
金属/Ge界面に特徴的な界面構造が期待できるGe熱硫化膜を導入すると,強いフェルミレベルピンニング(FLP)を維持しながらもピンニングエネルギー準位が価電子帯端よりミッドギャップ方向へシフトした昨年度の結果を受けで,本年度は界面近傍の半導体の結合構造に着眼した.Ge硫化膜を用いた際のS原子の影響を除くため,界面を構成する金属,Ge以外の元素を導入せずにGeの結合構造(結合角や結合長)のみを変調する手法として,Ge基板表面を不活性ガスのプラズマ中への暴露したところ,界面を構成する元素が同様に金属とGeであるにも関わらず,ピンニングエネルギー準位が価電子帯端より大きく伝導帯側へシフトした.またこのピンニングエネルギーのシフトと独立に(ピンニングエネルギーのシフトを保持したまま)界面への極薄GeO2導入によるFLPの緩和が生じることが明らかになった.この2年間に得られた結果より金属/Ge界面に導入される絶縁膜の役割は単に電子の波動関数の染み込み(MIGS)の抑制効果ではないことが明らかになった一方で,界面のピンニングエネルギー準位はある種半導体(Ge)の結合構造で決まり,形成されるバンドギャップ内準位は適切な元素によって終端される可能性を示唆している.また、本研究で得られた結果は価電子帯端に非常に強いFLPを生じるGeにおいてさえもその結合構造を変調することにより,バンドアライメントを適切に制御できる可能性が示唆された.これらの研究成果は米国で開催された際会議(Semiconductor Interface Specialists Conference)において報告した.
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