2015 Fiscal Year Annual Research Report
表面再構成制御成長法を用いたSi基板上InSb-CMOSの研究
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25289099
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
森 雅之 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (90303213)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | GaSb / Si(111) / InGaSb / ゲート絶縁膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Si基板上のp-MOSFET作製に向けて、Si(111)基板上へのGaSbバッファ層を介したInGaSb薄膜の作製とその特性評価を行った。Si(111)基板上にAb/Gsフラックス比を正確に1.0に制御して成長すると、双晶を含まない高品質なGaSb薄膜が成長できる。このGaSbをバッファ層として、In組成0.05～0.3までのInxGa1-xSb薄膜を作製し、結晶性、面内配向性、表面性、電気的特性の評価を行った。この結果、Inが含まれると双晶になりやすい傾向があるものの、In組成0.2程度までのInGaSb薄膜は、結晶性、表面性が良好であった。
この他、Ge-III-V CMOS実現に向けたGe(111)基板上へのInSb薄膜の成長についても検討した。基板洗浄法の改良と低温バッファ層を用いた2段階成長により、高品質なInSb薄膜を成長できるようになった。
n-MOSFETのデバイス特性向上については、スパッタ、EB蒸着、ALDの3種類の成長方法を用いて、SiO2、Al2O3、SiOの各絶縁膜をゲート絶縁膜として堆積し、デバイス特性の比較を行った。この結果、過去の研究結果と比べてリーク電流の増加など問題点があるものの、ALD以外の成長方法で堆積した絶縁膜がゲート絶縁膜として機能し、MOSFET特性が得られることが分かった。得られたMOSFETの最大相互コンダクタンスは、140mS/mmであった。しかし、スパッタやEB蒸着で堆積させた全煙幕は、結晶性が悪くプロセス途中で使用する薬品に溶解することが分かりなど、今後プロセスの改良が必要である。
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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
Si基板上のInSb系CMOS実現に向け、n-MOSFETの特性向上及び、p-MOSFET実現に向けた高品質InGaSb薄膜の成長にある程度成果を上げることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
Si(111)基板上に成長したInGaSb及びGaSb薄膜のさらなる結晶性の向上に取り組むとともに、p-MOSFETの作製およびその特性評価に取り組む。
n-MOSFETの特性向上については、Al2O3が薬品に溶解する問題を解決するための作製プロセスの見直しや、InSb薄膜表面に薄いInGaSb薄膜を成長し、その上にAl2O3を堆積させることで、InSb-Al2O3界面に発生する界面準位密度を低減し、デバイス特性の向上を目指す。
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