化合物半導体
ダイヤモンド半導体のトランジスタで、表面を水素で終端してできる伝導層がチャネルとして研究されている主な理由として正しいものはどれか。
- A表面のすぐ下に正孔が集まった薄い伝導層ができ、深い不純物準位の問題を避けてpチャネルのトランジスタをつくれるから
- B水素で終端すると、ダイヤモンドのバンドギャップが0 eVになり金属になるから
- C水素で終端すると、n型の層を簡単に形成できるから
答えと解説を見る
正解：A. 表面のすぐ下に正孔が集まった薄い伝導層ができ、深い不純物準位の問題を避けてpチャネルのトランジスタをつくれるから
ダイヤモンド半導体では、ホウ素やリンの不純物準位が深いため、室温で十分なキャリアを得にくいことが課題です。表面を水素で終端すると、表面に吸着した物質との間で電子がやり取りされ、表面のすぐ下に正孔が集まった2次元正孔ガスができます。NO2などを吸着させると正孔の密度を高められ、この層をチャネルにしたpチャネルのMOSFETが研究されています。佐賀大学は2023年に、NO2で正孔を誘起したダイヤモンドMOSFETによるパワー回路の動作を発表しました。
- A. 正しい。不純物の添加に頼らずに伝導層をつくれます。
- B. バンドギャップは変わらず、表面の下に正孔の層ができるだけです。
- C. できるのは正孔の層で、n型の層ではありません。