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2008 Fiscal Year Annual Research Report

絶縁膜上のGeチャネルに於ける結晶・界面の総合評価

Research Project

Project/Area Number 20035011
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

中島 寛  Kyushu University, 産学連携センター, 教授 (70172301)

KeywordsGe / 絶縁膜 / Ge構造 / チャネル / 結晶性 / 界面準位
Research Abstract

本研究では、界面層制御した高品質な絶縁膜/Ge構造形成技術を確立すると共に、Ge On Insulator(GOI)チャネル層の物性を解明することを目的としている。平成20年度は、(1)絶縁膜/Ge構造形成、(2)GOIチャネル層の結晶性評価、の研究を実施し、以下の成果が得られた。
(1) Ge上への絶縁膜形成として、HfSiOx/HfGeN/GeN/GeおよびHfSiOx/GeO_2/Ge構造を検討した。界面層(IL)にHfGeN/GeNを用いた場合、EOT=2.2nm、ヒステリシスの幅(HW)=0.1V、リーク電流密度(J_<leak>)=10^<-4>A/cm^2台、の良好なMISキャパシター特性を示した。しかし、界面準位(D_<it>)=7×10^<12>cm^<-2>eV^<-1>の大きな値を示した。一方、ILにGeO_2を用いたHigh-k/Ge構造は、EOT=2.8nm、HW=0.1V、J_<leak>=10^<-3>A/cm^2台、D_<it>=1×10^<12>cm^<-2>eV^<-1>、の良好なMIS特性を示した。
(2) 酸化濃縮法で作成したSGOI及びGOI構造のTEM観察を行った。その結果、Ge濃度75%試料では積層欠陥(SF)とMicrotwin(MT)が観測され、100%試料ではMT領域が拡張していた。75%以上のGe濃度領域で正孔濃度が急増することから、SFまたはMTが正孔発生に関与していると考えられる。更に、Ψ-MOS法を用いてチャネル移動度(μ)を調べた処、表面パッシベーションを有するSGOIでは、Ge濃度と共にμは単調増加し、Ge濃度100%試料では440cm^2/V・sの値を示した。しかし、パッシベーション膜を有さないSGOIでは、Ge濃度が50%以上の領域でμは低下した。この現象は、SGOI層厚が薄くなり、表面準位がボトムチャネルに影響を及ぼしたと解釈できる。

  • Research Products

    (18 results)

All 2008 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (10 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Microstructural change of dislocation structure around SiGe/Si interface in SGOI wafer : wafer ramping process2008

    • Author(s)
      S. Ii, Y. Takata, K. Ikeda, H. Nakashima, H. Nakashima
    • Journal Title

      Thin Solid Films 517

      Pages: 38-40

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dependences of effective work functions of TaN on HfO_2 and SiO_2 on post-metallization anneal2008

    • Author(s)
      Y. Sugimoto, K. Yamamoto, M. Kajiwara, Y. Suehiro, D. Wang. H. Nakashima
    • Journal Title

      Thin Solid Films 517

      Pages: 204-206

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Influence of top surface passivation on bottom-channel hole mobility of ultrathin SiGe-and Ge-on-insulator2008

    • Author(s)
      H. Yang, D. Wang, H. Nakashima, H. Gao, K. Hirayama, K. Ikeda, S. Hata. H. Nakashima
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 93

      Pages: 072104-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical and structural evaluations of high-k gate dielectrics using plasma oxidation and the subsequent annealing of Hf/Si02/Si structure2008

    • Author(s)
      H. Nakashima, Y. Sugimoto, Y Suehiro, K. Yamamoto, M. Kajiwara, K. Hirayama, D. Wang
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology 23

      Pages: 125020-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Optical and electrical evaluations of SiGe layers on insulator fabricated using Ge Condensation by dry oxidation2008

    • Author(s)
      H. Nakashima, D. Wang
    • Journal Title

      Abstract of 4^<th> Intemational SiGe Technology and Device Meeting (招待講演)

      Pages: 125-126

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical and Structural Evaluations of Ultrathin SiGe and Ge-on-insulator Fabricated Using Ge Condensation by Dry Oxidation2008

    • Author(s)
      H. Yang, D. Wang, H. Gao, K. Hirayama, K. Ikeda, S. Hata, H. Nakashima, H. Nakashima
    • Journal Title

      Extended Abstracts of the 2008 International ronference on Solid State Devices and Materials

      Pages: 438-439

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fabrication of high-k gate dielectrics using plasma oxidation and subsequent annealing of Hf/SiO_2/Si structure2008

    • Author(s)
      H. Nakashima, Y. Sugimoto, Y. Suehiro, K. Yamamoto, M. Kaiiwara, K. Hirayama, D. Wang
    • Journal Title

      Proceeding of 9th International Conference on Solid-State and Integrated-Circuit Technology C5.7

      Pages: 1-4

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] SOI構造に於けるチャネル層の移動度評価2008

    • Author(s)
      池浦奨悟、小嶋慧、楊海貴、王冬、中島寛
    • Organizer
      応用物理学会九州支部学術講演会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2008-11-29
  • [Presentation] Ge基板上へのpn接合形成2008

    • Author(s)
      真栄田祐、楊海貴、王冬、中島寛
    • Organizer
      応用物理学会九州支部学術講演会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2008-11-29
  • [Presentation] Ge上へのhigh-kゲート絶縁膜形成2008

    • Author(s)
      吉野圭介、吉良渉、平山佳奈、楊海貴、王冬、中島寛
    • Organizer
      応用物理学会九州支部学術講演会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2008-11-29
  • [Presentation] Fabrication of high-k gate dielectrics using plasma oxidation and subsequent annealing of HVSiO_2/Si structure2008

    • Author(s)
      H. Nakashima, Y. Sugimoto, Y. Suehiro, K. Yamamoto, M. Kaiiwara, K. Hiravama, D. Wang
    • Organizer
      9th International Conference on Solid-State and Integrated-Circuit Technology
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      2008-10-23
  • [Presentation] Electrical and Structural Evaluations of Ultrathin SiGe and Ge-on-insulator Fabricated Using Ge Condensation by Dry Oxidation2008

    • Author(s)
      H. Yang, D. Wang, H. Gao, K. Hirayama, K. Ikeda, S. Hata, H. Nakashima, H. Nakashima
    • Organizer
      2008 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2008-09-25
  • [Presentation] Hf_xGe_<1-x>N_y界面層を有する絶縁膜NGe構造の形成2008

    • Author(s)
      平山佳奈、吉良渉、楊海貴、王冬、中島寛
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-04
  • [Presentation] 薄膜SiGe-及びGe表On-Insulatorのバックチャネル移動度に与える表面パッシベーションの影響2008

    • Author(s)
      楊海貴、王冬、中島寛、高紅叶、平山佳奈、池田賢一、波多聰、中島英治
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-03
  • [Presentation] SOI構造に於けるチャネル層の移動度評価2008

    • Author(s)
      小嶋慧、王冬、中島寛
    • Organizer
      第69回応用物理学会学術講演会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2008-09-02
  • [Presentation] Optical and electrical evaluations of SiGe layers on insulator fabricated using Ge Condensation by dry oxidation (Invited)2008

    • Author(s)
      H. Nakashima, D. Wang
    • Organizer
      4^<th> International SiGe Technology and Device Meeting
    • Place of Presentation
      Hchinchu, Taiwan
    • Year and Date
      2008-05-14
  • [Presentation] GeO_2界面層を有する上へのhigh-k膜/Ge構造の形成

    • Author(s)
      平山佳奈、吉野圭介、吉良渉、楊海貴、王冬、中島寛
    • Organizer
      第56回応用物理学関係連合講演会
  • [Remarks]

    • URL

      http://astec.kyushu-u.ac.jpNnakasima/naka_home.htm

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Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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