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トンネル接合素子の製造方法

国内特許コード P120006824
整理番号 K028P45
掲載日 2012年3月12日
出願番号 特願2010-187603
公開番号 特開2012-049202
登録番号 特許第5646914号
出願日 平成22年8月24日(2010.8.24)
公開日 平成24年3月8日(2012.3.8)
登録日 平成26年11月14日(2014.11.14)
発明者
  • 好田 誠
  • 新田 淳作
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 トンネル接合素子の製造方法
発明の概要 【課題】大気に曝した半導体層の表面上にトンネル絶縁膜を形成した場合であっても、半導体層にスピン偏極率の大きなキャリアを注入できるトンネル接合素子を提供すること。
【解決手段】半導体層10の表面を大気に曝す工程と、前記半導体層10の前記表面を還元性ガスに曝す工程と、前記表面を還元性ガスに曝す工程の後前記半導体層10の前記表面を大気に曝すことなく、前記半導体層10の前記表面上にトンネル絶縁膜12を形成する工程と、前記トンネル絶縁膜12上に強磁性体層14を形成する工程と、を含むトンネル接合素子の製造方法。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


トンネル接合素子として、半導体層上に強磁性体を設け、半導体層と強磁性体との間に、キャリアがトンネル伝導可能なトンネル絶縁膜を設けることが知られている。このようなトンネル接合素子を用いることにより、半導体内に強磁性体からスピン偏極したキャリアを注入することができる。このように、トンネル絶縁膜を設けることにより、スピン注入効率が増大する。



非特許文献1には、発光ダイオードにスピン偏極したキャリアを注入するため、半導体層上にAlからなるトンネル絶縁膜、トンネル絶縁膜上に強磁性体層を形成する技術が記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、トンネル接合素子の製造方法に関し、例えば、半導体層上にトンネル絶縁膜および強磁性体層が形成されたトンネル接合素子の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
半導体層の表面を大気に曝す工程と、
前記半導体層の前記表面を還元性ガスに曝す工程と、
前記表面を還元性ガスに曝す工程の後前記半導体層の前記表面を大気に曝すことなく、前記半導体層の前記表面上にALD法を用いトンネル絶縁膜を形成する工程と、
前記トンネル絶縁膜上に強磁性体層を形成する工程と、
を含み、
前記半導体層は、GaAs層、AlGaAs層またはInGaAs層であり、
前記トンネル絶縁膜は、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化チタン膜または酸化マグネシウム膜であり、
前記還元性ガスは、前記トンネル絶縁膜を形成する原料ガスである金属化合物ガスであることを特徴とするトンネル接合素子の製造方法。

【請求項2】
前記トンネル絶縁膜と前記半導体層との界面は、前記表面を前記還元性ガスに曝す前の前記表面より平坦であることを特徴とする請求項1記載のトンネル接合素子の製造方法。

【請求項3】
前記トンネル絶縁膜は酸化アルミニウムからなり、前記還元性ガスはトリメチルアルミニウムであることを特徴とする請求項1または2記載のトンネル接合素子の製造方法。

【請求項4】
前記半導体層はGaAs層またはAlGaAs層であることを特徴とする請求項記載のトンネル接合素子の製造方法。

【請求項5】
前記表面を還元性ガスに曝す工程は、前記トンネル絶縁膜を形成する工程と同じチャンバ内で行なうことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載のトンネル接合素子の製造方法。

【請求項6】
前記半導体層を大気に曝す工程は、前記半導体層に半導体装置の製造工程の少なくとも一部を施す工程であることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項記載のトンネル接合素子の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010187603thum.jpg
出願権利状態 登録
参考情報 (研究プロジェクト等) さきがけ 界面の構造と制御 領域
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