2012 Fiscal Year Annual Research Report
チャネルラストプロセスによる歪み制御縦型Geトランジスタの作製と電気特性評価
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24360120
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
志村 考功 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90252600)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 電気・電子材料 / 作成・評価技術 / エピタキシャル成長 / 半導体 / ゲルマニウム / 格子歪み |
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| Research Abstract |
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、歪み制御した縦型Geワイヤを作製し、縦型歪みGeトランジスタを実現し、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・電子デバイスへの応用を目指すものである。
本年度は、局所液相エピタキシャル成長における歪み制御技術の基礎的知見の取得を行った。局所液相エピタキシャル成長法により作製したGeワイヤについて、ラマン分光法による歪み及び組成分析を行い、これら特性と熱処理条件との関係を取得した。さらに、本手法により作製したGeワイヤをチャネルとするトランジスタを試作し、キャリア移動度を算出し本手法の有効性の検証を行った。
ラマンスペクトルにおいては、390cm^<-1>付近においてSi-Ge結合に起因したピークが観測された。これ・は熱処理中にSi原子がシード領域から液相Ge中へ拡散したことに起因すると考えられる。また、1035℃、1分間の熱処理条件から950℃、1秒の低温、短時間熱処理にすることによりSi組成を低減できることがわかった。シード近傍で数%、十分離れたところではラマン分光法の検出限界以下にSi組成を低減できる。
ラマンスペクトルのGe-Geピークのシフト量から格子歪みの算出を行ったところ、約O.4%の引張り歪みが印加されていることがわかった。これは、成長時と室温とのGeとSiとの熱膨張係数差による効果によると考えられる。
作製したトランジスタのI_d-V_g特性より、1x10^<-7>μA/μmの低いオフリーク電流に加え、ドレイン電流のオン/オフ比は10^6程度という良好な結果を得た。I_d-V_g特性より見積もった正孔移動度はピーク値で500cm^2/Vsに達した。これらの結果は本手法の有効性を実証するものとしてとらえることができる。
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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
当初計画通り局所液相エピタキシャル成長における歪み制御技術の基礎的知見の取得を行うことができたので。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、引き続き歪み制御のための成長条件の検討とトランジスタのデバイス特性の向上を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
直接経費次年度使用額は5万円程度であり、ほぼ計画通りに予算を使用した。
翌年度は、当初計画通りに予算を執行する。
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