2001 年度実績報告書

Si/SiGe系多重量子井戸共鳴トンネルデバイス

研究課題

研究課題/領域番号	12450141
研究機関	東京農工大学
研究代表者	須田良幸東京農工大学, 工学部, 助教授 (10226582)
キーワード	SiGe / 共鳴トンネルデバイス / RTD / 高速デバイス / 歪緩和 / バッファー層 / PVCR / 3重障壁
研究概要	研究代表者は1998年、理論的予測から、Si/SiGe系RTD(共鳴トンネルダイード)に初めて電子トンネルと2重量子井戸(多重量子井戸)の組み合わせを適用し、負性抵抗領域の電流の山対谷比(PCVR)を室温下で従来比6倍の【greater than or equal】7.6に高めることに成功した。本研究はこの成果に基づき、最も高速なデバイスの1つに分類されるRTDをSi/SiGe系を用いて実現するための技術基盤の形成を目的とする。具体的には、再現性および牲能の高いSi/SiGe系RTDの実現を目指して、RTDの層構成および作製プロセスに検討を加えた。その結果、ミスフィット転位欠陥を導入する歪緩和バッファーの結晶性が負性抵抗特性に大きく影響することを実験的に提示した。RTD特性の向上にはRTDデバイスの結晶性の向上が重要であると言う視点から、とくに歪緩和バッファーの構造と作成プロセスについて系統的に検討した。その結果アニールした薄化2層構造のSi_<1-x>Ge_x/Si_<1-y>Ge_yバッファー、および高濃度Si_<1-x>Ge_x層を導入したバッファーを提案し、これらの構成・作製プロセスを用いることで、緩和率が高く、表面の結晶牲が高いバツファー層を得た。これらの高品質バッファーを電子トンネル型2重量子井戸(多重量子井戸)RTDに適用し、室温下でIII-V系RTDと同等以上のPVCR【greater than or equal】180を達成することに成功した。また、応用関連技術として、RTDを用いた高速光変調デバイスの提案を行い、また、精緻な層構造制御を行うための新しい熱分解型のALE技術を提案し実験的に実証した。さらに、、温度に依存したブロードニング効果を付与したRTDの動作シミユレーション技術を開発し、RTDのI-V特性の精度良い予測が可能になり、本研究のRTDの設計と解析に用いてその有用性を実証した。本研究を通じて得られた、デバイス構造、プロセス技術、シミュレーション技術、高PVCRデバイス、物理機構、光およびナノスケールエピタキシー応用技術の成果は、Si/SiGe系RTD基盤技術として大きく寄与すると期待される。

研究成果
(5件)

すべてその他

すべて文献書誌 (5件)

[文献書誌] Y.Suda, N.Hosoya, D.Shiratori: "New Si Atomic-Layer-Controlled Growth Technique with Thermally-Cracked Hydride Molecule"Journal of Crystal Growth. 237-239. 500-505 (2002)
[文献書誌] Y.Suda, H.Koyama: "Electron Resonant Tunneling with a High Peak-to-Valley Ratio at Room Temperature in Si_<1-x>Ge_x/Si Triple Barrier Diodes"Applied Physics Letters. 79. 2273-2275 (2001)
[文献書誌] S.Yamaguchi, A.Meguro, Y.Suda: "Si_<1-x>Ge_x/Si Triple-Barrier RTD with a Peak-to-Valley Ratio of 【greater than or equal】180 at RT Formed Using an Annealed Thih Multilayer Buffer"Ext. Abs. 2001 Int. Conf. Solid State Devices and Materials. 582-583 (2001)
[文献書誌] Y.Suda, A.Meguro, H.Maekawa: "Si_<1-x>Ge_x/Si Triple-Barrier Resonant Tunneling Diode with a High Peak-to-Valley Ratio at Room Temperature"Technical Report IEICE (in Japanese). 101. 71-75 (2002)
[文献書誌] 須田良幸, 三木一司: "Si_<1-x>Ge_x/Si RTDと熱分解法原子層スケール成長技術"シリコンテクノロジー分科会研究集会特集号. 18. 43-47 (2000)

2001 年度 実績報告書

Si/SiGe系多重量子井戸共鳴トンネルデバイス

研究代表者

須田 良幸 東京農工大学, 工学部, 助教授 (10226582)

研究成果

[文献書誌] Y.Suda, N.Hosoya, D.Shiratori: "New Si Atomic-Layer-Controlled Growth Technique with Thermally-Cracked Hydride Molecule"Journal of Crystal Growth. 237-239. 500-505 (2002)

[文献書誌] Y.Suda, H.Koyama: "Electron Resonant Tunneling with a High Peak-to-Valley Ratio at Room Temperature in Si_<1-x>Ge_x/Si Triple Barrier Diodes"Applied Physics Letters. 79. 2273-2275 (2001)

[文献書誌] S.Yamaguchi, A.Meguro, Y.Suda: "Si_<1-x>Ge_x/Si Triple-Barrier RTD with a Peak-to-Valley Ratio of 【greater than or equal】180 at RT Formed Using an Annealed Thih Multilayer Buffer"Ext. Abs. 2001 Int. Conf. Solid State Devices and Materials. 582-583 (2001)

[文献書誌] Y.Suda, A.Meguro, H.Maekawa: "Si_<1-x>Ge_x/Si Triple-Barrier Resonant Tunneling Diode with a High Peak-to-Valley Ratio at Room Temperature"Technical Report IEICE (in Japanese). 101. 71-75 (2002)

[文献書誌] 須田 良幸, 三木 一司: "Si_<1-x>Ge_x/Si RTDと熱分解法原子層スケール成長技術"シリコンテクノロジー分科会研究集会特集号. 18. 43-47 (2000)

2001 年度実績報告書

須田良幸東京農工大学, 工学部, 助教授 (10226582)

[文献書誌] 須田良幸, 三木一司: "Si_<1-x>Ge_x/Si RTDと熱分解法原子層スケール成長技術"シリコンテクノロジー分科会研究集会特集号. 18. 43-47 (2000)