2015 Fiscal Year Research-status Report
酸化物縮退半導体/窒化物超伝導体のタンデム型オンデマンド超伝導素子の開発
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26420334
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| Research Institution | National Institute of Information and Communications Technology |
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Principal Investigator |
牧瀬 圭正 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所 ナノICT研究室, 専門推進員 (60363321)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超伝導薄膜 / 弱局在 / 超伝導ー絶縁体転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
デバイスへの応用も見据えて評価を効率的に行うために、デバイスプロセスの最適化を行う。プロセスは積層化、エッチング、リフトオフの工程によって行う。これらの過程においても、綿密な条件だしが必要となる。本年度は窒化ニオブ薄膜の条件だしを重点的におおなった。条件出しは物性評価を中心には表面観察やデバイスパラメータの評価および超伝導デバイスへ最適化の検討をした。窒化ニオブ(NbN)の酸化マグネシウム（MgO）基板上でエピタキシャル成長させるための条件等の知見は得られている。今年度はゲート絶縁膜として導入予定の窒化アルミニウム（AlN）薄膜をMgO基板上に成膜し、その上に窒化ニオブを成膜した実デバイスに近づいた形の構造での物性評価を行った。結果として1-2nm程度のAlN膜上でもNbN膜は初期成長時から島状構造をとり、輸送特性、超伝導特性に影響を及ばすことが、AFMによる表面観察、XRDによる構造解析および低温－磁場中での電気伝導度測定の点から明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度はデバイス作製のプロセス最適化を中心に行う予定であったが、プロセス装置が設置されているクリーンルームの新設および装置の移設が27年7月から3月にかけて行われたため、実験等をその期間中断しなければならなかった。さらに装置移設に伴い、装置の状態が移設前と異なっている点もあり、その確認・条件だし等に時間を要した。ただし本研究に重要なNbN薄膜の条件だしに関してはほぼ終了している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は新CRに移設いた際に発生したプロセス条件の変動に対応するために最適化を行う。
デバイスで必要となる材料パラメータを抽出し、物性制御することで、最適化をはかり、デバイス設計を行う。また実際にデバイスを作製することによって膜の内部応力等の機械的特性の評価も並行して行なう。さらに作製行程を詳細に検討することによって、再現性の良いデバイスプロセスの確立を目指す。酸化物薄膜の超伝導－絶縁体転移現象の観測と
デバイス化に向けたキャリア制御を進め、窒化物薄膜ー酸化物薄膜の積層デバイスの最適化をはかる。
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| Causes of Carryover |
使用装置の新クリーンルーム棟への移設があり、その期間に実験等ができなかったため
基板・材料費等を翌年に繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
計画通り翌年度使用分として、基板・資材を購入し実験を進める。
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