Creation of compound semiconductor lateral heterojunctions and their application to electronic devices

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01384
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Miyamoto Yasuyuki 東京工業大学, 工学院, 教授 (40209953)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福田 浩一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00586282) ; 菅原 聡 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40282842) ; 荒井 昌和 宮崎大学, 工学部, 准教授 (90522003) ; 後藤 高寛 東京工業大学, 工学院, 助教 (70827914)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ヘテロ構造 / トンネルFET / ラテラルHBT / 低消費電力

Outline of Final Research Achievements

Compound semiconductor tunnel FETs are expected to combine low power consumption with high drive capability, but it has been difficult to evaluate the channel alone in conventional vertical devices. In this study, we introduced a compound semiconductor hetero junction in the lateral direction, which enables evaluation of the channel alone and direct comparison between the fabricated tunnel FET and planar devices. We also explored lateral HBTs as a further possibility for lateral tunnel junctions.

Free Research Field

電子デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

トンネルFETは、低電源電圧におけるオフ時の消費電力の少なさから期待されているが、シリコンではオン時の駆動能力も減ってしまう難点がある。化合物半導体のヘテロ接合をトンネル接合とすることでオン時の高駆動能力は期待できるが、化合物半導体のMOS構造は未成熟でゲートスタック構造の評価とトンネル接合の構造を分けて評価すべきである。本研究では、横方向化合物半導体ヘテロ接合を用いたトンネルFETの作製を行い、おなじチャネル構造を持つ一般的なプレーナー型素子との比較を可能にした。また、この構造はHBTなどの他のデバイスでも新たな可能性を見出せることからその探索も行った。