2014 Fiscal Year Research-status Report
窒化物半導体集積デバイスとSi-CMOS集積回路のウェハレベル融合とセンサ応用
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25420330
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
岡田 浩 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 准教授 (30324495)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 窒化物半導体 / シリコン集積回路 / 窒化物半導体におけるダメージ評価 / 表面パッシベーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究２年目では、窒化物半導体とシリコン集積回路の一体化の要素技術に基づいて、電子デバイス実現にむけた検討を進めた。
(1)シリコン基盤と窒化物半導体を一体化する技術の検討を進め、表面活性化技術にもとづいた融着技術の開発を行った。融着前の表面の平坦性や加圧融着条件などを検討し、条件の確立を行うとともに一体化プロセスが基盤へ及ぼす影響を調査し、ウェハレベル融合の基盤技術を立ち上げた。また、この技術により作製した一体化基板上にショットキー障壁ダイオードなどの素子を作製し、電子デバイスやセンサ応用に適用可能であることを予備的な実験から確認した。
(2)窒化物半導体とシリコンの一体化プロセスや、電子デバイスの安定動作に重要な独自の表面パッシベーション技術について、表面波プラズマを応用した独自のシリコン系絶縁膜堆積手法を検討し、窒化物半導体デバイスに適用し、電気的特性評価からその有用性の知見を得た。
(3)窒化物半導体とシリコン集積回路の一体化プロセスで懸念されるダメージ効果を評価し、熱アニールによるデバイス特性への影響を評価した。
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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
２年目ではシリコン／窒化物半導体の一体化の検討を進め、シリコン/窒化物半導体の一体化基盤を表面活性化法にもとづく融着技術を開発し、基盤を得ることに成功した。種々の融着条件を検討した結果、融着において融着前の表面平坦化が融着を左右することを明らかにした。一体化したシリコン／窒化物半導体基盤に双方に電子デバイスを形成する準備を進めている。検討として、融着を行った窒化物半導体にショットキー障壁ダイオードを作製し、融着による特性劣化が生じていないことを実験的に検証した。
また、窒化物半導体へのダメージ効果とアニール効果についても検討を行い、 10の14乗(1/cm2)の陽子線照射により導入したダメージが摂氏400度程度のアニールにより回復されることを見出した。
さらに、窒化物半導体デバイスの安定動作に重要な表面不活性化技術の開発についても検討を進め、表面波プラズマを応用した化学気相堆積法によるシリコン窒化膜堆積が、窒化物半導体デバイスのヒステリシス特性の低減などに有用であることを実験的に示した。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究構想時の計画に沿って研究を推進する。窒化物半導体デバイスの作製においては、開発している表面パッシベーション法などを適用したデバイスプロセスの確立を行うとともに、シリコン／窒化物半導体一体化基盤における集積回路ならびにセンサ応用を目指す。この検討では、単に回路のデモンストレーションにとらわれず、一体化するがゆえに生じる課題を明らかにし、今後の高機能集積回路への応用への指針となる知見を得る。
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| Causes of Carryover |
研究計画策定時に想定されなかった有用な技術の利用が可能となり、また、新規開発技術の有用性が確認できてたため、予算を有効に執行して研究の最終目標を達成するために予算を次年度に繰り越すことにした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
概ね当初計画に沿った執行を行う。繰越分については研究に必要な消耗品の購入を行う。
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