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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Study of InSb-CMOS on Si subustrate by using surface reconstruction controlled epitaxy

Research Project

Project/Area Number 25289099
Research InstitutionUniversity of Toyama

Principal Investigator

森 雅之  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 准教授 (90303213)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywords短チャネル化 / InSb / InGaSb / GaSb / Si(111)
Outline of Annual Research Achievements

n-InSb/Al2O3/Si(111) MOSFETの性能向上を目的として、短ゲート化を試みた。エミッタ電極用金属パットとコレクタ電極用の金属パットを別々に形成することで、合わせ精度が0.9umの電子ビーム露光装置を用いて0.14umのゲート長を持つデバイスの作製に成功した。
また、これまで作製したデバイスでは、ゲート電圧により電流をオフできないという問題があった。この解決策として、InSbチャネル層の厚さをこれまでの40nmよりも薄くすることを検討した。しかし、InSbの厚さが薄いデバイスは動作しなかった。このため、InSb成長後のSEM像を観察したところ、膜厚40nm未満の試料ではInSbが連続膜になっておらず、InSb薄膜の厚さが少なくとも40nmは必要であることが分かった。
さらに、これまでのデバイスでは、InSbチャネル層とゲート絶縁膜との間に存在する界面準位密度、及びInSbチャネル層から下地のSi基板へのリーク電流がデバイス特性の低下を引き起こしていた。このため、これらを低減するため、InSbチャネル層とゲート絶縁膜との間に薄いGaSb層を挿入し、チャネル層を絶縁膜から引き離す構造の作製を試みた。また、昨年のGaSb層を介した高品質なInGaSb薄膜上にInSb薄膜を成長し、InGaSb薄膜がリーク電流を抑えるバリア層として機能するかどうかを電気的特性により確認した。
上記の試料を用いてデバイス作製プロセスを行い、ゲート絶縁膜としてSiOを用いたMOSFETを作製しデバイス特性を測定した。しかし、ゲート絶縁膜のリークがありデバイス特性の測定はできなかった。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Heteroepitaxial growth of InGaSb on GaSb/Si(111)-√3x√3-Ga surface phase with two step growth method to investigate the impact of high-quality GaSb buffer layer2016

    • Author(s)
      A.A.Mohammad Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori and Koichi Maezawa
    • Journal Title

      Phys. Status Solidi B

      Volume: 254 Pages: 1600528(1-6)

    • DOI

      10.1002/pssb.201600528

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Heteroepitaxial growth of InGaSbon HQ GaSb on Si(111) by two step growth method2016

    • Author(s)
      A.A.Md. Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori, Koichi Maezawa
    • Organizer
      平成28年応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • Place of Presentation
      富山県民会館
    • Year and Date
      2016-12-10
  • [Presentation] Ge(111)基板上へのInSb薄膜のエピタキシャル成長2016

    • Author(s)
      三枝孝彰、森雅之、前澤宏一
    • Organizer
      電子情報通信学会電子デバイス研究会
    • Place of Presentation
      首都大学東京
    • Year and Date
      2016-07-23 – 2016-07-24
  • [Presentation] Heteroepitaxial growth of InGaSb on GaSb/Si(111)-√3x√3-Ga surface phase with two step growth method2016

    • Author(s)
      A.A.Md.Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori, and Koichi Maezawa
    • Organizer
      43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2016-06-26 – 2016-06-30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of growth condition of buffer layer for heteroepitaxial InSb films grown on Ge(111) substrate2016

    • Author(s)
      Takaaki Mitsueda, Masayuki Mori, and Koichi Maezawa
    • Organizer
      43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
    • Place of Presentation
      富山国際会議場
    • Year and Date
      2016-06-26 – 2016-06-30
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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