2014 Fiscal Year Annual Research Report
Ⅲ‐Ⅴ族ｐチャネルＭＯＳＦＥＴのための価電子帯エンジニアリングと界面双極子制御
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24246058
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
安田 哲二 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究部門長 (90220152)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 辰郎 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (40357984)
宮田 典幸 独立行政法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究グループ長 (40358130)
大竹 晃浩 独立行政法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料研究ユニット, 主幹研究員 (30267398)
奈良 純 独立行政法人物質・材料研究機構, 理論計算科学ユニット, 主任研究員 (30354145)
藤代 博記 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (60339132)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電子・電気材料 / Ⅲ－Ⅴ族化合物半導体 / 表面・界面物性 / MOSFET / エピタキシャル成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
MBEによりGaSb上へHfO2成長した試料につき、界面双極子と界面準位に着目した可変温度電気測定を行い、界面Sb-O結合が熱分解すると双極子が消失し、生成したSb原子がバンドギャップの伝導帯側に界面準位を形成する事を示唆する結果を得た。GaSbの表面処理に関して、量産に適した低温水素プラズマ処理により表面荒れを起こさずに清浄GaSb表面を得られることを実証した。この清浄表面に対して窒化処理を行う事により、界面双極子制御や低界面準位化が期待される高純度窒化層の形成が可能であることが分かった。
GaSb pMOSFET試作に関して、(111)A面上のMBE成長中にSiドーピングを行うことによりn型チャネルが得られることを見出した。応用上重要なSi(100)基板上について、ナノコンタクトヘテロエピ法により表面テラス幅が100 nmに達する良質なGaSb層形成に成功した。このGaSb/Si 基板を用いたpMOSFETについては、デバイス特性取得には至らなかったが、要素プロセス開発を完了した。
MOSFETの構造設計と特性解析のために、量子補正モンテカルロ法を用いて、チャネル材料をInGaAs、GaAs、InPとしたダブルゲートMOSFET内で発生する遅延時間の解析を行った。InGaAsではドレイン端でのバンド間遷移のため運動量・エネルギー緩和による遅延が顕著である一方、InPはチャネル内の逆方向散乱が少なく、ドレイン端でバンド間遷移が起こり難いため、全遅延時間が最も小さくなることが判明した。また、第一原理計算を用いて、良好なnMOSFET特性を示すInGaAsをpMOSFETに用いる際の価電子帯エンジニアリングに関してInGaAsのカチオンの並びが異なる構造に着目した検討を行い、有効質量がカチオンの並びによって大きく影響を受けること、及び、異方性はあまり変化しないことを見出した。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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