2015 Fiscal Year Annual Research Report
局所液相エピタキシャル成長によるGeSnワイヤの形成とその光電子デバイス応用
| Project/Area Number |
15H03975
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
志村 考功 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90252600)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 電子・電気材料 / エピタキシャル成長 / 結晶工学 / 電子デバイス / 結晶成長 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、局所液相エピタキシャル成長によるGeワイヤ作製法を進化させ、歪み制御したSn添加Geワイヤを作製し、次世代の高度情報化社会を担う高速かつ低消費電力の光・電子融合デバイスへの応用を目指すものである。
Si-LSIの微細化が限界に近づいている現在、ポストスケーリングテクノロジーによるLSIの高性能化を目指す研究が盛んに行われている。GeはSiより高移動度を有するチャネル材料であり、Siに比べ電子で2.5倍、正孔で3.5倍の値を示すが、歪み印加によるさらなる移動度向上が期待されている。また、光通信で用いられる1.55 um帯の光に感度を持つため、Si-LSIに集積可能な光検出器用材料としても注目されてきたが、2010年にはSi基板上に形成したGeにおいて歪み制御と高濃度ドープを併用することにより室温でのレーザー発振が確認されている。さらに、歪み印加に加え、Snを添加することによりさらなる移動度の向上と間接遷移型から直接遷移型半導体へのバンド構造変調が示唆されており、次世代の高度情報化社会を担うと期待されている高速かつ低消費電力の光・電子融合デバイスへの期待が高まっている。
本研究では、局所液相エピタキシャル成長を用いた歪み制御Sn添加Geワイヤの作製とその基礎的知見の取得、また電子デバイス応用に向けたトランジスタの試作と特性評価、さらに光・電子融合デバイスに向けた光学特性評価とフォト・発光ダイオードの試作を行う。
平成27年度は局所選択液相エピタキシャル成長実験の装置整備、横方向選択液相エピタキシャル成長のSn添加歪み制御技術の基礎的知見の取得、トランジスタの試作とデバイス特性評価を行った。トップゲートのトランジスタを試作したところ、420 cm2/Vsを超える良好な電界効果移動度を確認することができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
デバイス作製プロセスにおいてリーク電流の発生等の問題が発生したが、プロセスの見直しを行うことにより正常な特性を示すトランジスタを作製することができた。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度に引き続き実験の装置整備、エピタキシャル成長のSn添加歪み制御技術の基礎的知見の取得を進めつつ、トランジスタの作製プロセスの最適化を進める。また、光学特性評価とフォト・発光ダイオードの試作を行い光デバイス材料としての特性評価を行う。
|
