2014 Fiscal Year Annual Research Report
高移動度・層状MoS2チャネルトランジスタの基礎的研究
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25889022
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
若林 整 東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (80700153)
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| Project Period (FY) |
2013-08-30 – 2015-03-31
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| Keywords | 2次元層状半導体 / 二硫化モリブデン / 第一原理計算 / ドーピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
将来のヒューマンインターフェース及びMonolithic LSI用トランジスタのチャネル材料として、原子レベルで層状の2次元構造をもち、シリコンと同程度に移動度が高い二硫化モリブデン(MoS2)半導体について、第一原理計算を用いて研究を行った。
昨年度に得られた二硫化モリブデンのバンド構造、バンド構造の結晶性(格子間モリブデン、格子間硫黄、格子欠損等)依存性、理想的な分光特性Raman分光特性、ナトリウム汚染によるバンド構造の変化を基礎として、今年度はまず、アルカリ金属汚染により、ピニング現象が発生し、二硫化モリブデン半導体膜が高濃度n型化することを確認した。これまでの他機関の発表においてアルカリ金属汚染が発生していると考えられる他機関の実験結果(キャリア濃度10^21 cm^-3)と合致している。これを基礎に、シリコンLSIで用いられるクリーン化プロセスであるスパッタ法により二硫化モリブデン膜を成膜することで、キャリア濃度を10^17 cm^-3程度にまで低減できることを確認した。
また、トランジスタ設計に向けて、pおよびn型化する不純物ドーピング技術について、モリブデン置換と硫黄置換を想定して検討した。イオン化エネルギーと熱的安定性を示す形成エネルギーに関する計算結果より、p型化にはモリブデン置換のバナジウムとニオブ、n型化するには、モリブデン置換のレニウムが有望であることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Multi-layered MoS2 film formed by high-temperature sputtering for enhancement-mode nMOSFETs2015
Author(s)
Takumi Ohashi, Kohei Suda, Seiya Ishihara, Naomi Sawamoto, Shimpei Yamaguchi, Kentaro Matsuura, Kuniyuki Kakushima, Nobuyuki Sugii, Akira Nishiyama, Yoshinori Kataoka, Kenji Natori, Kazuo Tsutsui, Hiroshi Iwai, Atsushi Ogura and Hitoshi Wakabayashi
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Journal Title
Japanese Journal of Applied Physics
Volume: 54
Pages: 04DN08-1から4
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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