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MANUFACTURING METHOD OF TUNNEL JUNCTION ELEMENT

Patent code P120006824
File No. K028P45
Posted date Mar 12, 2012
Application number P2010-187603
Publication number P2012-049202A
Patent number P5646914
Date of filing Aug 24, 2010
Date of publication of application Mar 8, 2012
Date of registration Nov 14, 2014
Inventor
  • (In Japanese)好田 誠
  • (In Japanese)新田 淳作
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title MANUFACTURING METHOD OF TUNNEL JUNCTION ELEMENT
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tunnel junction element capable of implanting a carrier with a high spin polarization rate into a semiconductor layer exposed to air even if a tunnel insulation film is formed on a surface of the semiconductor layer.
SOLUTION: A manufacturing method of a tunnel junction element comprises: a step of exposing a surface of a semiconductor layer 10 to air; a step of exposing the surface of the semiconductor layer 10 to a reducing gas; a step of forming a tunnel insulation film 12 on the surface of the semiconductor layer 10 without exposing the surface of the semiconductor layer 10 to the air after the step of exposing the surface to the reducing gas; and a step of forming a ferromagnetic layer 14 on the tunnel insulation film 12.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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Al2O3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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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3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。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010187603thum.jpg
State of application right Registered
Reference ( R and D project ) PRESTO Structures and control of interfaces AREA
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