【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AT0380
利用課題名 / Title
量子ホール素子の開発
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者）/Internal Use (by ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
量子ホール効果, 量子ホールアレー素子,量子効果/ Quantum effect,蒸着・成膜/ Vapor deposition/film formation,光リソグラフィ/ Photolithgraphy
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
大江 武彦
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
AT-006：マスクレス露光装置
AT-023：電子ビーム真空蒸着装置
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
直流抵抗の国家標準の現示に用いられる量子ホール素子の作製が目的である。良質な二次元電子系を有するGaAs/AlGaAsヘテロ接合ウェハを用いて、ホールバーを作り、AuGe/Niを蒸着、アニールして二次元電子系へのコンタクトを形成する。複数の量子ホール素子を組み合わせたアレー素子を作製することで、任意のほぼ量子化した抵抗値を得ることが可能となる。単一の素子及び1 MΩ、2 MΩのアレー素子の作製を進めた。
実験 / Experimental
マスクレス露光装置（AT-006）を用いてレジストパターニングをし、リン酸エッチャントでウェットエッチングすることでGaAs/AlGaAsヘテロ接合ウェハ上にホールバーを形成した。その後SiO2保護膜を他のクリーンルームにて成長させ、AT-006を用いてレジストパターニングをし、コンタクトホールを他のクリーンルームのRIE装置を用いて形成した。その後、AT-006を用いてレジストパターニングをし、EB蒸着装置（AT-023）にてAuGe/Niを蒸着、リフトオフしコンタクト用メタルをパターニングした。その後415 ℃で30 sアニールし、二次元電子系へのコンタクトを形成した。
結果と考察 / Results and Discussion
ホールバーのパターニングでは、現像時間が1 minでは長すぎて、ホールバーのパターンがはがれてしまった。SiO2コンタクトホールや、AuGe/Ni蒸着用のパターンではレジストに小さい穴が開くのみであるので70 sほど現像しても全く問題なかった。初めのプロセスではセミコクリーンやアセトン等で事前に基板を洗浄し、脱水ベークやHMDS vaporなども実施していたがホールバーパターンの剥がれが生じた。現状、アニールまでプロセスを実施しており、グループが有するセミオートプローバーにてコンタクトを室温で確認する予定である。その後、第1配線層、絶縁層、第2配線層のプロセスを経て素子が完成する予定である。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件