熱力学的に平衡する金属酸化物を用いた永久寿命高温トランジスタ

本研究ではNiO-ZnO系で熱力学的に平衡する酸化物を取り上げ高温トランジスタの開発の可能性を調べることを目的としている。平成16年度はp型であるNiO(ZnO)固溶体とn型であるZnO(NiO)固溶体とに,同時にドナーとアクセプターをドーピングして,熱力学的平衡における固溶量の違いにより,高性能な素子が得られる可能性について調べた。アクセプターとしてLi_2OおよびNa_2O,ドナーとしてAl_2O_3およびGa_2O_3を取り上げ,両者の組み合わせをすべて調べた。その結果,Na_2OとAl_2O_3を1mol%づつ同時にドープすると,NiO(ZnO)固溶体のp型特性およびZnO(NiO)固溶体のn型特性が同時に改善されることを見出した。両者によるp-n接合の特性は773Kでは1ヶ月間の実験でも変化が見られず,長寿命が期待できることを明らかにした。本年度は,薄膜化によるp-n-pやn-p-n型のトランジスタの作製までには至らなかったが,今後,パルスレーザーデポジションによる薄膜化を計画しており,その特性を調べるとともに無限寿命高温トランジスタとしての可能性を継続的に研究する。

本研究ではNiO-ZnO系で熱力学的に平衡する酸化物を取り上げ高温トランジスタの開発の可能性を調べることを目的としている。平成16年度はp型であるNiO(ZnO)固溶体とn型であるZnO(NiO)固溶体とに,同時にドナーとアクセプターをドーピングして,熱力学的平衡における固溶量の違いにより,高性能な素子が得られる可能性について調べた。アクセプターとしてLi_2OおよびNa_2O,ドナーとしてAl_2O_3およびGa_2O_3を取り上げ,両者の組み合わせをすべて調べた。その結果,Na_2OとAl_2O_3を1mol%づつ同時にドープすると,NiO(ZnO)固溶体のp型特性およびZnO(NiO)固溶体のn型特性が同時に改善されることを見出した。両者によるp-n接合の特性は773Kでは1ヶ月間の実験でも変化が見られず,長寿命が期待できることを明らかにした。本年度は,薄膜化によるp-n-pやn-p-n型のトランジスタの作製までには至らなかったが,今後,パルスレーザーデポジションによる薄膜化を計画しており,その特性を調べるとともに無限寿命高温トランジスタとしての可能性を継続的に研究する。