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本研究では、ナノメータサイズの微細金属の化合物半導体中への埋め込み再成長プロセス(パターン形成、表面処理など)において界面に導入される原子オーダの不均一性(界面ラフネス、欠陥)が、その後の結晶再成長層やデバイスの特性におよぼす影響を電子波共鳴を用いて評価し、良好な界面特性実現のために十分な結晶成長・プロセス条件の最適化を図ることである。本年度は、半導体中への埋め込み微細タングステンをゲートとした共鳴トンネルトランジスタの作製と評価、解析を行った。
試作したGaInP/GaAs共鳴トンネルトランジスタのコレクタ電流コレクタ電圧特性には、複数のコレクタ電圧値において電流のピークが観測され、そのピーク電圧値はゲート電圧(>0)の増加によって高電圧側ヘシフトする現象が見られた。これらのピークが観測された原因として1)埋め込みタングステンゲート周囲のショットキー空乏領域による量子ドットを介したトンネル電流、2)欠陥準位を介したトンネル電流、が考えられるが、実験結果は、量子ドットサイズと共鳴準位のゲート電圧依存性の理論解析結果と極めて類似していること、ピーク電流の実測値が数十nAオーダであり欠陥経由で生じるトンネル電流値より極めて大きいことから、本デバイス構造での低次元電子波共鳴トンネル現象の制御性が示唆された。
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