Integrated Gountum Devices using Fluoride Heterostructures

使用氟化物异质结构的集成 Gountum 器件

• 批准号: 10450133
• 负责人: TSUTSUI Kazuo
• 金额: $ 7.04万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10450133/
• 关键词: Fluoride; CaF_2; CdF_2; resonant tunneling; quantum devices; integration; 超薄膜

Co-integration of resonant tunneling diodes (RTDs) which were composed of heterostructure of Al/CaF_2/CdF_2/CaF_2/Si and conventional Si-MOSFETs on a same Si substrates was investigated. First, we succeeded in fabricating the RTDs in contact holed made in a field oxide layer. And then, we optimized dose of ion implantation from both of RTD characteristics and Ohmic contact properties. It is found that Si surface became rough in the atomic scale level if phosphorus ions over 10^<16>cm^<-2> were implanted and annealed. On the other hand, 10^<15>cm^<-2> or more was necessary for forming non-alloy Ohmic contacts which is necessary in our process.On the basis of these process limitation, we propose a process fabricating the RTDs and MOSFET on the same substrate. We fabricated test circuit composed of 2 RTDs and 1 FET which can operate as a latch gate or one bit SRAM cell. On the fabricated circuit, we obtained normal operation of RTD and FET, and observed latch operation on the series connection of the two RTDs.

研究了Al/CaF_2/CdF_2/CaF_2/Si异质结共振隧穿二极管（RTD）与传统Si-MOSFET在同一Si衬底上的共集成。首先，我们成功地制作了在场氧化层上开有接触孔的RTD。然后，从RTD特性和欧姆接触特性两方面对离子注入剂量进行了优化。结果表明，当磷离子注入量超过10 μ cm ~ 2时，硅表面在原子尺度上变得粗糙<16><-2>。另一方面，<15><-2>在我们的工艺中，形成非合金欧姆接触需要10 μ cm ~ 2或更大的厚度。基于这些工艺限制，我们提出了在同一衬底上制造RTD和MOSFET的工艺。我们制作了由2个RTD和1个FET组成的测试电路，它可以作为锁存门或一位SRAM单元。在制作的电路上，我们获得了RTD和FET的正常工作，并观察到两个RTD串联连接的锁存操作。

项目成果

後藤卓司,神林宏,筒井一生: "Si基板上への CaCdF_2混晶層のエピタキシャル成長"第47回応用物理学関係連合講演会 予稿集. (発表予定). (2000)

Takuji Goto、Hiroshi Kambayashi、Issei Tsutsui：“CaCdF_2 混合晶体层在 Si 衬底上的外延生长”第 47 届应用物理会议论文集（待发表）。

小堀俊光,筒井一生: "厚いCaF_2バッファーを用いたSi(III)上エピタキシャルCdF_2膜の成長温度依存性" 第59回応用物理学会学術講演会予稿集. 512-512 (1998)

Toshimitsu Kobori、Issei Tsutsui：“使用厚 CaF_2 缓冲液的 Si(III) 上外延 CdF_2 薄膜的生长温度依赖性”日本应用物理学会第 59 届年会论文集 512-512 (1998)。

T.Gotoh, H.Kambayashi and K.Tsutsui: "Epitaxial growth of Ca_xCd_<1-x>F_2 mixed crystal films on Si substrates"Japanese Journal of Applied Physics. 39. L476-L478 (2000)

T.Gotoh、H.Kambayashi 和 K.Tsutsui：“Ca_xCd_<1-x>F_2 混合晶体薄膜在 Si 衬底上的外延生长”日本应用物理学杂志。

熊谷史裕,寺山俊明,川崎宏治,筒井一生: "Si基板上への CdF_2/CaF_2共鳴トンネル構造成長における基板方位オフ角依存性"第47回応用物理学関係連合講演会 予稿集. (発表予定). (2000)

Fumihiro Kumagai、Toshiaki Terayama、Koji Kawasaki、Issei Tsutsui：“Si 衬底上 CdF_2/CaF_2 谐振隧道结构生长中的衬底方向偏角依赖性”第 47 届应用物理协会会议论文集（待提交）（2000 年）。

T.Kobori and K.Tsutsui: "Molecular-beam epitaxy of conductine CdF_2 films on Si substrater by simultaneous Cd exposure"Applied Physics Letters. 78. 1406-1408 (2001)

T.Kobori 和 K.Tsutsui：“通过同时 Cd 曝光在 Si 衬底上传导 CdF_2 薄膜的分子束外延”应用物理快报。