2013 Fiscal Year Annual Research Report
極薄Geチャネルにおけるキャリア輸送機構の理解と制御
| Project/Area Number |
13F03058
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
鳥海 明 東京大学, 大学院工学系研究科, 教授
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LEE Choong Hyun 東京大学, 大学院工学系研究科, 外国人特別研究員
|
|---|
| Keywords | ゲルマニウム / 水素アニール / 酸素不純物 / 移動度 / GeOI / n-MOSFET |
|---|
| Research Abstract |
GeFETにおけるキャリア輸送機構を明らかにすることが目的である。そのために、GeFET特に電子移動度の解析に焦点をあてて下記のような大きな進捗を得ることができた。
①以前より言われてきた高垂直電界側における移動度の劣化に関して、徹底的に界面の平坦化を行うことで移動度の著しい向上を得た。この平坦化は原子レベルの平坦化であり、まさにステップ・テラス構造を観測できる程度までに平坦化すると著しい効果として見えてくる。また表面が平坦化したあとに通常に酸化してしまうと界面はまた荒れてしまう。ここで比較的低温あらには高圧酸素下で酸化する事によって、界面も原子レベルで平坦性をキープしながらGe/GeO2ゲートスタック形成することができた。
②Ge基板の違いによる移動度の差があることは以前より認識されていたが、この効果を明らかにすべく基板の水素熱処理効果を調べた結果、高温で水素処理をすることによって、大いに移動度を上げることに成功した。またこれがGe基板中の含有酸素と関係している結果を得た。基板中の酸素含有物が電子の散乱体として直接働いているかどうかはわからないが、明らかに関係しており、移動度を高くするためには界面を徹底的に制御するというだけでなく基板そのものの影響が未だ含まれていることを意味する。
上記の二点は、現在まで報告例がなく、高移動度Ge技術、特にn-MOSFET実現に対しては極めて重要な結果と言える。また薄膜化に関しては、GeOI基板上での移動度に及ぼす薄膜化効果に関して一次結果を得た。さらにGeOIの下地効果に関して調べている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
先に述べた結果はいずれも予想していなかった結果であり、Ge技術にとって極めて大きな進展と言える。今回の結果によって、Ge FETにおける電子移動度の制御に関して全貌が明らかにされつつある。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今後は、もう一つの重要な研究課題であるGe中の同位体効果についてチャレンジしていく。これはエピ成長技術を含み、またGe厚の薄膜化は前提にすすめるので、実験、解析ともに困難が予測されるが、成長技術の進展を見極めながらなんとしてでもGe固有の問題である同位体効果の一断面を明らかにしたい。
|
