InGaAs2次元電子ガスMISFETの試作

本研究は、新しい構造をもつ2次元電子ガスMISFETを実現するための基礎的研究である。年限内に得られた成果を以下に挙げる。(1)Si超薄膜による絶縁体(Si_3N_4あるいはSiO_2)-InGaAs界面の制御は、非常に薄い(100Å)InGaAs活性層上においても有効であることがわかり、2次元電子ガスの、MISゲートによる駆動にも成功した。(2)MISゲート電極下の逆HEMT構造のMBE成長条件の最適化を計り、低温成長スペ-サ層の挿入により2次元電子の移動度を、77Kにおいて5,000cm/v・secから40,000cm/v・secまで向上させた。(3)一般的にInGaAs系HEMTにおいて問題となっている、メサエッチングした側面でのゲート電極と2次元電子ガスとの接触に起因する、漏れ電流の問題を、弗化水素による表面処理とSi超薄膜形成とを組み合わせて、界面を制御して絶縁体を推積することにより回避することに成功した。年限内に、良好な特性を有する2次元電子ガスMISFETの実現には到達しなかった。これは、ソース・ドレイン電極のオーミック接触の抵抗値を下げる技術を開発できなかったためであるが、今後この点が解決されれば、本研究により得られた成果と合わせて、良好な特性を持つ新しい素子が実現すると考えられる。

本研究は、新しい構造をもつ2次元電子ガスMISFETを実現するための基礎的研究である。年限内に得られた成果を以下に挙げる。(1)Si超薄膜による絶縁体(Si_3N_4あるいはSiO_2)-InGaAs界面の制御は、非常に薄い(100Å)InGaAs活性層上においても有効であることがわかり、2次元電子ガスの、MISゲートによる駆動にも成功した。(2)MISゲート電極下の逆HEMT構造のMBE成長条件の最適化を計り、低温成長スペ-サ層の挿入により2次元電子の移動度を、77Kにおいて5,000cm/v・secから40,000cm/v・secまで向上させた。(3)一般的にInGaAs系HEMTにおいて問題となっている、メサエッチングした側面でのゲート電極と2次元電子ガスとの接触に起因する、漏れ電流の問題を、弗化水素による表面処理とSi超薄膜形成とを組み合わせて、界面を制御して絶縁体を推積することにより回避することに成功した。年限内に、良好な特性を有する2次元電子ガスMISFETの実現には到達しなかった。これは、ソース・ドレイン電極のオーミック接触の抵抗値を下げる技術を開発できなかったためであるが、今後この点が解決されれば、本研究により得られた成果と合わせて、良好な特性を持つ新しい素子が実現すると考えられる。