| 研究実績の概要 |
高品質の溶液絶縁膜を用いた高速・高性能グラフェントランジスタの開発することを目標に、グラフェンにダメージを与えずに高品質のゲート絶縁膜を形成及びセルフアラインゲート構造を製作する研究を行っている。このため本年度は、グラフェンの上に薄いアルミなし、直接に高品質な絶縁膜を形成する方法を開発した。ゲート絶縁膜を形成するためにはSiC(Silicon Carbide)の上に溶液を塗布した後マイクロウェーブアニーリングする方法で様々な成長条件の最適化を実施した。その結果、溶液を塗布した後1000 Wで5分間マイクロウェーブアニーリングの条件でグラフェンにダメージを与えずに10 nm程度の非常に薄い絶縁膜を形成できることを見出した。さらにマイクロウェーブアニーリングだけ適用することにより、優秀な表面状態、かつ、グラフェンにドーピングを与えずに優秀な絶縁膜の形成に成功した。
この結果を基にホールデバイス構造を製作し、移動度を測定した。その結果、最高マイクロウェーブアニーリングで製作したゲート絶縁膜を有するデバイスは最高25,000 cm2/Vsという非常に高いホール移動度を示した。すなわち、マイクロウェーブ溶液法を用いることにより、グラフェンの上に絶縁膜があるにも関わらず、グラフェンの電気特性の劣化を最小化することに成功した。
以上、本研究で開発したマイクロウェーブ溶液法を用いることにより、グラフェンドーピングが発生せず、非常に高いホール移動度を示していることを明らかにした。
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