2003 Fiscal Year Annual Research Report
超高速・超微細・低消費電力ビームチャネル型CMOSトランジスタの開発
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13025232
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
角南 英夫 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 教授 (10311804)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
芝原 健太郎 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 助教授 (50274139)
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| Keywords | ビームチャネル / フィールド・シールド / 多結晶シリコン埋め込み / 増速酸化 / TMAH / SOI / 自己整合 / CMOS |
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| Research Abstract |
本研究はSiのビーム(梁)にまたがったゲートにより、二本のビームの側壁の一方をnチャネル、他方をpチャネルとした立体的なCMOSトランジスタを実現することを目的としている。このため、下記の(1)-(3)の課題を実現し、(4)のCMOS試作に取りかかっている。
(1)フィールドシールド素子分離構造の実現:
梁の上端エッジ部で電界が集中し、サブスレッショルド領域が劣化する現象を抑制するため、高濃度の不純物による増速酸化を利用し、埋め込んだ多結晶Si上に自己整合でシリコン酸化膜を形成する方法を考案した。これにより劣化現象を抑制できた。
(2)2μmチャネル長・櫛形チャネルnMOSトランジスタの実現:
TMAH(tetra methyl ammonium hydroxide)を用いた異方性エッチングにより、高さ1μm、幅50nmの垂直のビームを複数備えたnチャネル櫛形チャネルトランジスタを実現した。2μm実効チャネル長、31本ビームの時、同平面面積トランジスタの5倍の駆動電流を実現した。
(3)0.2μmチャネル長・ビームnMOSチャネルトランジスタの実現:
SOI(Silicon-On-Insulator)基板上に、高さ1μm、幅50nmのビームをドライエッチングで形成した。また、多結晶Siゲートを増速酸化による自己整合酸化膜で覆う技術を開発し、0.2μm実効チャネル長のnチャネル・トランジスタを動作させた。
(4)0.05μmチャネル長・ビームチャネルCMOSトランジスタの試作:
以上の技術を総合し、0.05μmチャネル長・ビームチャネルCMOSトランジスタの総合プロセスを構築し、試作を行っている。
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[Publications] T.Furukawa: "A Proposal of Corrugated-Channel Transistor (CC) with Vertically-Formed Channels for Area-Conscious Applications"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 2067-2072 (2003)
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[Publications] A.Takase: "Field-Shield Trench Isolation with Self-Aligned Field Oxide"Jpn.J.Appl.Phys.. 42. 2100-2105 (2003)
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[Publications] H.Sunami: "A three-dimensional MOS transistor formation technique with crystal-lographic orientation-dependent TMAH etchant"Sensors and Actuators. A111. 310-316 (2004)
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[Publications] A.Katakami: "A High-Aspect Ratio Silicon Gate Formation Technique for Beam-Channel MOS Transistor with Impurity-Enhanced Oxidation"Jpn.J.Appl.Phys.. 43(印刷中). (2004)
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[Publications] A.Katakami: "High-Aspect Ratio Gate Formation of Beam-Channel MOS Transistor with Impurity-Enhanced Oxidation of Silicon Gate"Ext.Abstract of International Symposium on Solid-State Devices and Materials. D-5-2. 282-283 (2003)
