2016 Fiscal Year Annual Research Report
Multi-axial analysis of strain states introduced in nano area on Ge and SiGe super-thin films by Raman spectroscopy
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24360125
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
小椋 厚志 明治大学, 理工学部, 教授 (00386418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣沢 一郎 公益財団法人高輝度光科学研究センター, その他部局等, 研究員 (00360834)
小瀬村 大亮 明治大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (00608284)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | SiGe / 応力・歪 / 液浸ラマン分光法 / フォノン変形ポテンシャル（PDPs） / 有限要素法（FEM） / 第一原理計算（ab initio） |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大規模集積回路（LSI）の性能向上は、これまでSiをプラットフォームとしたMOS型電界効果トランジスタの微細化により達成されてきた。LSI発展の新たな道として魅力的な新材料として注目されているのがGeもしくはSiGeである。Ge/SiGeはもともと、ホールおよび電子移動度がSiにの3-4倍程度の物性値を持つこと、エネルギーギャップが0.66 eVと小さいので低消費電力（低電圧）動作が期待できることなど、トランジスタ材料として極めて優れた特性を示す。また、Siと同様に歪技術が有効であり更なる高性能化が期待できる。
歪技術では、歪導入によりバンド構造が変調されてキャリアの有効質量が低減され、高い駆動能力が得られる。ただし、チャネルに相当する極めて浅く微小な領域に導入された歪の大きさとばらつきがデバイス特性に直結するため、その正確な測定と制御が不可欠である。 ラマン分光法による超薄膜GeおよびSiGeの多軸歪解析を行うためには、(001)後方散乱配置において通常励起される縦光学フォノンの他に、この配置では励起困難な横光学フォノンの取得が不可欠である。我々はこれに対し、高開口数の対物レンズを用いた液浸ラマン分光法を採用することでz偏光成分を効率的に励起し、SiGeの極微小領域に導入された複数のフォノンの励起に成功した。また、SiGeに関して、歪解析に必要なフォノン変形ポテンシャルを全Ge濃度にわたって初めて明らかにし、次世代チャネル材料候補であるSiGeの複雑な歪場測定をに関して多軸解析を実現した。
本研究により、バルクSiGeを用いた無歪ラマンシフトの導出は初めて達成された。また、全Ge濃度にわたるSiGeのPDPsを決定し、多軸歪解析の手法を確立した。これらの測定結果は第一原理に基づく計算結果や、X線などを用いたほかの評価との比較で、良い整合が得られた。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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