2000 Fiscal Year Annual Research Report

SiGeとSOIを駆使した超低消費電力極微細Si系CMOSデバイス構成法の研究

Research Project

Project/Area Number	11450142
Research Institution	Shimane University
Principal Investigator	土屋敏章島根大学, 総合理工学部, 教授 (20304248)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松浦孝東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60181690) 室田淳一東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)
Keywords	SiGe / SOI / CMOS / 低消費電力 / 低周波雑音 / 極浅ソース・ドレイン
Research Abstract	本研究では,従来のSi CMOS技術の性能トレンドを格段に進展させるため,SiGeをソース・ドレイン層,ゲート電極,および,チャネル部に導入し,かつ,薄膜SOI(Silicon on Insulator)を用いてCMOS集積回路の超低消費電力・高速化を図ろうとするものである. 本年度は,(1)歪SiGe層を埋め込みチャネルとするSi/SiGeへテロ構造を導入したバルクSi pMOSFETを用いて,今後のアナログ応用で重要となる低周波雑音特性の検討,(2)ボロンドープSiGeからの拡散による,不純物濃度分布が急峻で極浅ソース・ドレイン(S/D)層を有する0.1μmゲート長のせり上げS/D構造pMOSFETの試作,を行なった. (1)については,広範囲なGe比率とSiGe層厚を有するデバイスを用いて検討し,通常SiチャネルMOSに比べて低雑音化できることを明らかにした.また,雑音評価の際,特定のバイアス条件にして,主に,SiGeチャネルにキャリアを流し,SiGe/Siヘテロ界面品質を雑音特性から評価できることを明らかにした.この際の雑音特性のGe比率およびSiGe膜厚依存性は,MOSFETの最大相互コンダクタンスの振舞いとよく対応した.また,SiGeをSOIに導入する前段として,SOI MOSFETの雑音特性も検討した.部分空乏型では基板浮遊効果に起因するローレンツ型の雑音が見られる.この雑音はバイアス条件によっては完全空乏(FD)型でも見られるが,基板電圧を印加するなどして強いFD型にすると抑制できる. (2)については,長チャネルとの閾値電圧差が0.1V程度と小さく,極浅S/Dによる短チャネル効果抑制に有効であることがわかった.また,チャネル領域の不純物濃度は一定で,不純物分布の最適化は行っていないものの,2V電源でドレイン電流320μA/μmが得られ,極浅S/D層の寄生抵抗が低く抑えられていることも確認した.

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] T.Tsuchiya: "Drain Leakage Current and Instability of Drain Current in Si/Si_<1-x>Ge_x MOSFETs"Thin Solid Films. 369・1-2. 379-382 (2000)
[Publications] T.Tsuchiya: "Recent Progress and Future Prospects of SOI CMOS"Electronics and Communication in Japan. 83・10. 24-34 (2000)
[Publications] Y.Sato: "Suppression of Floating Body Effects by Controlling Potential Profile in the Lower Body Region of Silicon-on-Insulator Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor"Jpn.J.Appl.Physics,Part I. 39・6A. 3271-3276 (2000)
[Publications] T.Tsuchiya: "Low-Frequency-noise and its correlation with transconductance in Si_<1-x>Ge_x-channel pMOSFETs"Int'l Workshop on New Group IV (Si-Ge-C) Semiconductors. II-01 (2001)
[Publications] T.Yamashiro: "Fabrication of 0.1 μm MOSFETs with Super Self-Sligned Ultra-Shallow Junction Formed by Selective Si_<1-x>Ge_x CVD"Int'l Workshop on New Group IV (Si-Ge-C) Semiconductors. II-07 (2001)
[Publications] 土屋敏章: "SOI MOSFETおよびSiGeチャネルMOSFETの低周波雑音特性"第61回応用物理学会学術講演会. 6p-ZE-6 (2000)
[Publications] 大見忠弘: "SOIの科学"(株)リアライズ社. 361 (2000)

2000 Fiscal Year Annual Research Report

SiGeとSOIを駆使した超低消費電力極微細Si系CMOSデバイス構成法の研究

Principal Investigator

土屋 敏章 島根大学, 総合理工学部, 教授 (20304248)

Research Products

[Publications] T.Tsuchiya: "Drain Leakage Current and Instability of Drain Current in Si/Si_<1-x>Ge_x MOSFETs"Thin Solid Films. 369・1-2. 379-382 (2000)

[Publications] T.Tsuchiya: "Recent Progress and Future Prospects of SOI CMOS"Electronics and Communication in Japan. 83・10. 24-34 (2000)

[Publications] Y.Sato: "Suppression of Floating Body Effects by Controlling Potential Profile in the Lower Body Region of Silicon-on-Insulator Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor"Jpn.J.Appl.Physics,Part I. 39・6A. 3271-3276 (2000)

[Publications] T.Tsuchiya: "Low-Frequency-noise and its correlation with transconductance in Si_<1-x>Ge_x-channel pMOSFETs"Int'l Workshop on New Group IV (Si-Ge-C) Semiconductors. II-01 (2001)

[Publications] T.Yamashiro: "Fabrication of 0.1 μm MOSFETs with Super Self-Sligned Ultra-Shallow Junction Formed by Selective Si_<1-x>Ge_x CVD"Int'l Workshop on New Group IV (Si-Ge-C) Semiconductors. II-07 (2001)

[Publications] 土屋敏章: "SOI MOSFETおよびSiGeチャネルMOSFETの低周波雑音特性"第61回応用物理学会学術講演会. 6p-ZE-6 (2000)

[Publications] 大見忠弘: "SOIの科学"(株)リアライズ社. 361 (2000)

土屋敏章島根大学, 総合理工学部, 教授 (20304248)