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

• 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

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。

Organic metal phase selection and growth method for the preparation of InAs InAs, SiNx, MIS(Metal-Insulator-Semiconductor), etc. The results of this study are as follows: 1. The maximum resistance is Gm_max=150mS/mm Current/voltage ratio: 3. Current/voltage ratio: 4. Current/voltage ratio: 3. Current/voltage ratio: This is a study on the growth of GaAs/InAs, etc. The formation and composition of the InGaAs layers were evaluated. InGaAs composition is about 76%. InGaAs composition is about 176 meV. InGaAs composition is about 76%. InGaAs composition is about 176meV. InGaAs composition is about 176meV. The evaluation results of the electrical characteristics of InAs and InGaAs are as follows: mobility (several 100 cm^2/Vs), material expectation and characteristics are obtained. The reason is that the surface of the product is mixed with impurities during growth. The results of surface inactivation in the previous report are as follows: A party, impurity mixing, impurity mixing.

项目成果

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

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japan Journal of Applied Physics 46
• 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

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

有機金属気相選択成長法によるInGaAs系ナノワイヤの形成とその電気特性評価

有机金属气相选择生长法制备InGaAs纳米线及其电性能评价

• 发表时间: 2008
• 作者: 登坂仁一郎;佐藤拓也;本久順一;原真二郎;福井孝志
• 通讯作者: 福井孝志

MOVPE選択成長法により作製したInGaAs系ナノワイヤの電気特性評価

MOVPE选择性生长法制备InGaAs纳米线的电学性能评价

• 发表时间: 2007
• 作者: 登坂仁一郎;佐藤拓也;本久順一;原真二郎;福井孝志
• 通讯作者: 福井孝志

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

• DOI: 10.1063/1.1935038
• 发表时间: 2005-05-23
• 期刊: APPLIED PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 4
• 作者: Noborisaka, J;Motohisa, J;Fukui, T
• 通讯作者: Fukui, T