有機金属気相選択成長法による半導体ナノワイヤの形成と単電子素子への応用

有机金属气相选择生长法形成半导体纳米线及其在单电子器件中的应用

基本信息

批准号：
05J09087
负责人：
登坂仁一郎
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J09087/
关键词：
ナノワイヤ MOVPE 化合物半導体有機金属気相成長ガリウム砒素

项目摘要

有機金属気相選択成長法を用い作製したInAsナノワイヤに対し電気的評価を試みた。InAsナノワイヤに対しては、SiNxによるMIS(Metal-Insulator-Semiconductor)上面ゲートを形成し、ナノワイヤの電気的特性を評価した。その結果、背面ゲートに比較し良好なゲート制御性が確認でき、最大伝達コンダクタンスGm_max=150mS/mmが得られた。電流オン/オフ比は3桁と現存のMOSデバイスに対しては劣るものの、更なるプロセスの改善を行えば、電界効果トランジスタとしても十分な性能が期待できる。これまでのナノワイヤの成長に関する研究から、単電子デバイスの障壁/チャネル層の候補として、GaAs/InAsあるいはInGaAs/InAs等のヘテロ接合が考えられる。そこで、はじめに単層のInGaAsナノワイヤを形成し、その組成を評価した。作製したInGaAsナノワイヤでは、In組成が約76%と高く、チャネルを形成するInAsに対しバンドオフセットが176meVと小さな値となるため、今後、In組成を減少させバンドオフセットを調節する必要がある。また、InAsおよびInGaAsナノワイヤに対する電気特性の評価結果から、移動度(数100cm^2/Vs)など材料から期待される特性が得られていないことが明らかとなった。原因については幾つか考えられるが、ナノワイヤの表面の効果、成長時の不純物混入などが考えられる。ナノワイヤの表面の効果に対しては、以前報告したコア/シェル構造による表面不活性化が有効に機能するものと考えられる。一方、不純物混入に対しては、不純物として考えられるカーボンの結晶層への混入を抑制するため、ナノワイヤ成長時の成長温度を低温にし、ナノワイヤを形成する必要があるものと考えられる。

我们尝试对使用有机金属相选择方法进行的INAS纳米线进行电评估。对于INAS Nano电线，Sinx被形成了一个MIS（金属 - 绝缘子 - 轴向导向器）上门，评估了纳米瓦斯的电特性。结果，与后门相比，确认了栅极控制属性，并获得了最大传输司令gm_max = 150ms/mm。尽管当前的ON/OFF比率不如现有的MOS设备，但如果进一步改进该过程，则可以预期它作为电场效应晶体管具有足够的性能。迄今为止，研究了纳米心的生长，作为单个电子设备的屏障/通道层的候选者，诸如GAAS/INAS或INGAAS/INAS之类的异性恋者。因此，形成了单个层次INGAAS纳米线的首次形成，并评估了组成。在创建的INGAAS NANO线中，IN组成约为76％，对于形成通道的INA的频带偏移量为176mev，因此有必要在将来减少成分并调整频带偏移。此外，对INAS和INGAAS纳米线的电特性的评估结果表明，已经获得了预期特征，例如运动程度（几次100cm^2/vs）。考虑了一些原因，但是可以考虑纳米线表面的作用以及在生长过程中的杂质掺入。对于纳米线表面的影响，认为先前报道的核心/壳结构的表面灭活有效地发挥了作用。另一方面，为了抑制碳污染到晶体层中的污染，这被认为是杂质的，生长纳米线时的生长温度对于形成纳米线是必要的。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electrical Characterization of In Ga As Nanowire-Top-Gate Field-Effect Transistors by Selective-Area Metal Organic Vapor Phase Epitaxy

采用选择性区域金属有机气相外延法表征 In Ga As 纳米线顶栅场效应晶体管的电学特性

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Japan Journal of Applied Physics 46
影响因子：
0
作者：
Jinichiro Noborisaka;Takuya Sato;Junichi Motohisa;Shinjiro Hara and Takashi Fukui
通讯作者：
Shinjiro Hara and Takashi Fukui

Fabrication and characterization of free-standing GaAs/AlGaAs core-shell nanowires and AlGaAs nanotubes by selective-area metalorganic vapor phase epitaxy

通过选区金属有机气相外延制备独立式 GaAs/AlGaAs 核壳纳米线和 AlGaAs 纳米管并表征

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Applied Physics Letters 87
影响因子：
0
作者：
Jinichiro Noborisaka;Takuya Sato;Junichi Motohisa;Shinjiro Hara and Takashi Fukui;Jinichiro Noborisaka;J.Noborisaka
通讯作者：
J.Noborisaka

Catalyst-free growth of GaAs nanowires by selective-area metalorganic vapor-phase epitaxy