2011 Fiscal Year Research-status Report
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23760017
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
王 冬 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (10419616)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 解析・評価 / 半導体物性 / 電子・電気材料 / 先端機能デバイス / ゲルマニウム(Ge) / 歪み印加 / MOSFET / 高移動度チャネル |
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| Research Abstract |
次世代の高性能ULSI には、Si 物性を遙かに凌駕する新材料の導入や結晶への歪みの導入等により物性を極限まで引き出し、高移動度チャネルを実現することが不可欠となる。本研究は、Ge チャネルの潜在能力を引き出すために不可欠な移動度向上技術を構築すると共に、歪みGe チャネルの新物性を明確にし、デバイス化技術への道筋をつけることを目的とする。H23年度の成果は以下の通りである。(1) Geチャネルへの歪み印加技術を確立するため、ストレッサの形成手法及びチャネルの歪み評価の研究を実施した。併せて、ストレス起因で誘起される欠陥についても調査した。Geへ歪みを印加する前に、諸物性が明確なSiに対して、SiNストレッサをECRスパッタリング及びリフトオフ技術を用いて形状加工し、ラマン分光法でSiチャネルに印加される歪みのストレッサ幾何学形状依存性及び熱処理パラメータ依存性を調査した。更に、フォトルミネセンス法で欠陥を評価して、欠陥の生成、転化及び分布を解明した。これまでの成果を踏まえて、今後はGeチャネルへ歪み印加技術を構築する。(2) Ge-MOSFETのプロセス技術を開発した。大気暴露無しでGe表面を極薄のSiO2/GeO2の2層膜で保護する手法を確立し、SiO2/Si界面と同程度の低い界面準位密度が実現できた。また、イオン注入と熱拡散により良好なpn接合を形成した。Ge(100)面上にn-およびp-MOSFETを試作し、Siと比較して約1.6倍の移動度向上を達成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H23年度の当初計画は以下の通りである。１.チャネル歪み及びストレス起因で誘起される欠陥のストレッサ成膜パラメター、ストレッサ幾何形状、熱処理パラメータ、等依存性を調査する。２．Ge-MOSFETのプロセス技術を開発する。H23年度の研究により、上記目標を完了している。
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| Strategy for Future Research Activity |
構築された歪み印加技術を用いて、H24年度からGeチャネルへの歪み印加技術の研究を実施する。更に、その歪み印加技術をGe-MOSFETのプロセス技術に統合して歪みGe-MOSFETを試作する。試作した歪みGe-MOSFETの相互コンダクタンス及びサブスレショルド特性を評価し、チャネル移動度、電流駆動力、界面準位等のデバイス特性を明らかにする。最終的に、歪みGe-MOSFETの電流駆動力がSiに較べて５倍向上することを実証する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
１．Geウェハー、高純ガス等消耗品の購入２．学会発表の登録費及び旅費３．研究成果投稿料
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