2001 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 / ヘテロ界面準位 / チャージポンピング法
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)アナログ応用において重要となる低周波雑音に関して,SOI構造を用いたときに現れるローレンツ型過剰雑音に及ぼすホット・キャリア・ストレスの影響について検討し,さらに,(2)SiGe/Siヘテロ界面準位の評価方法を確立した. (1)ボディ浮遊SOI MOSFETにおけるローレンツ型過剰雑音がホット・キャリア・ストレスによって不安定になることを始めて見出した.完全空乏型SOI MOSFETでは,この過剰雑音はホット・キャリア・ストレスによって抑止される.このような効果は,部分空乏型SOI M0SFETでは顕著ではないが,ストレス後に,過剰雑音スペクトルの特性周波数のシフトが生じる.これらの現象は,ホット・キャリア・ストレスによって発生した界面準位による基板浮遊効果の抑制によって生じていることを明らかにした. (2)キャリア移動度の向上のため,チャネル部にSiGe/Siヘテロ構造を導入した場合,このヘテロ界面の品質が,デバイス特性に大きな影響を及ぼすことは明らかであり,SiGe/Siヘテロ界面の電気的品質評価は極めて重要である.しかし,このようなヘテロ界面の界面準位密度を測定する手法はこれまで報告例が見当たらない.低温におけるチャジポンピング法を用いることで,このヘテロ界面準位密度を直接測定できることを見出し,SiGe/Siヘテロ界面準位密度の評価法を確立した.

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] T.Tsuchiya: "Low Frequency Noise in Si_<1-x>Ge_x p-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistors"Jpn. J. Appl. Physics, Part 1. 40・9A. 5290-5293 (2001)
[Publications] T.Yamashiro: "Super Self-Aligned Technology of Ultra-Shallow Junction in MOSFETs Using Selective Si_<1-x>Ge_x CVD"Materials Science & Engineering B. 89・1-3. 120-124 (2001)
[Publications] T.Tsuchiya: "Low Frequency Noise in Si_<1-x>Ge_x-Channel pMOSFETs"Proceedings of the 1991^<TH> ECS Symp. on ULSI Process Integration II. 2001-2. 205-210 (2001)
[Publications] T.Tsuchiya: "Impact of Hot Carrier Stress on Low-Frequency Noise Characteristics in Floating-Body SOI MOSFETs"International Conf. on Solid State Devices and Materials, Extended Abstract. 272-273 (2001)
[Publications] T.Tsuchiya: "Exploration of SiGe/Si Heterostructure Interface in SiGe-Channel MOSFETs"The Sixth Int'l Conference on Solid-State and Integrated-Circuit Technology Proceedings. 1. 575-579 (2001)
[Publications] 土屋敏章: "Si_<1-x>Ge_XチャネルpMOSFETにおける低周波雑音とSi_<1-X>Ge_X/Siヘテロ構造品質との対応"電子情報通信学会シリコンデバイス材料研究会資料. SDM2001・41. 69-73 (2001)

2001 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: "Low Frequency Noise in Si_<1-x>Ge_x p-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistors"Jpn. J. Appl. Physics, Part 1. 40・9A. 5290-5293 (2001)

[Publications] T.Yamashiro: "Super Self-Aligned Technology of Ultra-Shallow Junction in MOSFETs Using Selective Si_<1-x>Ge_x CVD"Materials Science & Engineering B. 89・1-3. 120-124 (2001)

[Publications] T.Tsuchiya: "Low Frequency Noise in Si_<1-x>Ge_x-Channel pMOSFETs"Proceedings of the 1991^<TH> ECS Symp. on ULSI Process Integration II. 2001-2. 205-210 (2001)

[Publications] T.Tsuchiya: "Impact of Hot Carrier Stress on Low-Frequency Noise Characteristics in Floating-Body SOI MOSFETs"International Conf. on Solid State Devices and Materials, Extended Abstract. 272-273 (2001)

[Publications] T.Tsuchiya: "Exploration of SiGe/Si Heterostructure Interface in SiGe-Channel MOSFETs"The Sixth Int'l Conference on Solid-State and Integrated-Circuit Technology Proceedings. 1. 575-579 (2001)

[Publications] 土屋 敏章: "Si_<1-x>Ge_XチャネルpMOSFETにおける低周波雑音とSi_<1-X>Ge_X/Siヘテロ構造品質との対応"電子情報通信学会シリコンデバイス材料研究会資料. SDM2001・41. 69-73 (2001)

土屋敏章島根大学, 総合理工学部, 教授 (20304248)

[Publications] 土屋敏章: "Si_<1-x>Ge_XチャネルpMOSFETにおける低周波雑音とSi_<1-X>Ge_X/Siヘテロ構造品質との対応"電子情報通信学会シリコンデバイス材料研究会資料. SDM2001・41. 69-73 (2001)