| 研究課題/領域番号 |
16K18076
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
塚本 貴広 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (50640942)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | GeSiSn / RTD / スパッタエピタキシー |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、GeSiSnの結晶成長技術を開発し、GeとGeSiSnによる格子定数整合系のⅣ族ヘテロ接合を実現し、Geを量子井戸としGeSiSn層を障壁層とした共鳴トンネルダイオード（RTD）の開発を試みる。これまでに、Geに格子定数整合したGeSiSn薄膜の形成に成功しており、Ge及びGeSiSnを用いた格子定数整合系量子井戸積層構造の形成に成功している。そこで、これまでに開発したGe/GeSiSn量子井戸構造形成技術を用いたRTD素子の試作に取り組んだ。
まず、Geを量子井戸としGeSiSn層を障壁層としたRTD素子の透過型電子顕微鏡（TEM）による構造解析を行った。RTD構造は、Ge/GeSiSn障壁層/Ge量子井戸/GeSiSn障壁層/Ge構造となっており、Ge量子井戸及びGeSiSn障壁層の膜厚はそれぞれおよそ2nmとした。TEM観察により、RTD構造において、均一で急峻な界面をもつ量子井戸が形成していることを確認した。Ge/GeSiSnヘテロ接合において、数ナノメートルの量子構造形成が可能であることを明らかにした。
次に、エッチングなどの素子化プロセスの検討を行い、RTD素子の試作に取り組んだ。また、良好なオーミック電極形成に向けた電極材料の選定も行った。結果として、RTD素子の特長である微分負性抵抗の取得に成功した。RTD特性における量子井戸幅依存性も取得しており、量子効果の発現を確認している。本研究成果より、格子定数整合系のⅣ族量子井戸積層デバイスの動作実証に成功し、格子定数整合系Ⅳ族ヘテロデバイスという新しい分野の開拓が期待される。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成２９年度に計画していたRTD素子の試作には成功している。Si基板上における特性取得が課題である。
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| 今後の研究の推進方策 |
Ge基板上におけるRTD素子特性の取得には成功しているが、Si基板上での特性取得には至っていない。今後は、Si基板上におけるRTD素子特性の取得に取り組む。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末における所属変更に伴い、装置の移設を行う必要が生じたため、研究計画が遂行できない時期が発生した。翌年度においては、Si基板上へのRTD素子形成に向けた実験設備の整備を行う。
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