2016 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding of carrier transport properties of Ge-On-Insulator CMOS and establishment of performance enhancement engineering
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26249038
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高木 信一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30372402)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | MOSFET / ゲルマニウム / 移動度 / 反転層 / サブバンド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 高品質・極薄GOI層形成技術・・・酸化濃縮法において、GOI形成まで途中中断や室温への降温なく酸化を行うと共に、GOI形成後の温度低下に十分に時間使うことで、薄膜GOIにおいても、最大で1.2%の圧縮ひずみが導入できることを明らかにした。また、GOI形成後の温度低下に要する時間を変えることで、GOI面内のひずみ空間分布が変化し、冷却時間を長くすることで、より急峻なひずみ空間分布が実現できることを見出した。
(2) 極薄GOI MOSFETの作製技術・・・Ge MOSFETの特性向上と信頼性向上のために最も重要なslow trapの物理的起源を明らかにするために、Al2O3膜厚とGeOx膜厚を系統的に変えたMOS構造に対してslow trap密度の評価を行い、電子トラップはGeOx/Ge界面近傍、正孔トラップはAl2O3/GeOx界面近傍に存在することを明らかにした。更に、Ge表面のプラズマ酸化後にAl2O3膜を形成する方法や極薄のY2O3膜を用いたAl2O3/Y2O3/GeOxゲートスタックを用いる方法で、slow trap密度が低減できることを示した。
(3) 極薄GOI MOSFETの実証とキャリア輸送特性の明確化・・・上記の温度冷却プロセスを極力減らし冷却時間を十分長くすることで高い圧縮ひずみを導入したGOI基板に対して、プラズマ酸化と酸化膜のウェットエッチングを繰り返すディジタルエッチングを適用することで、圧縮ひずみを維持しながら10 nm以下の膜厚の極薄GOI MOSFETを実現することに成功した。最も薄いもので4.5 nmのGOI薄膜のひずみGOI MOSFETの素子動作に成功し、高い正孔移動度を実証した。
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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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[Presentation] MOS Interface Defect Control in Ge/IIIV Gate Stacks2017
Author(s)
S. Takagi, M. Ke, C. Y. Chang, C. Yokoyama, M. Yokoyama, T. Gotow, K. Nishi, and M. Takenaka
Organizer
232nd Electrochemical Society (ECS) Meeting, D01: Semiconductors, Dielectrics, and Metals for Nanoelectronics 15: In Memory of Samares Kar
Place of Presentation
Gaylord National Resort and Convention Center, National Harbor, USA
Year and Date
2017-10-01 – 2017-10-06
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] III-V-based low power CMOS devices on Si platform2017
Author(s)
S. Takagi, D. H. Ahn, T. Gotow, M. Noguchi, K. Nishi, S.-H. Kim, M. Yokoyama, C.-Y. Chang, S.-H. Yoon, C. Yokoyama and M. Takenaka
Organizer
IEEE International Conference on Integrated Circuit Design & Technology (ICICDT)
Place of Presentation
Avaya Auditorium, Austin, USA
Year and Date
2017-05-23 – 2017-05-25
Int'l Joint Research / Invited
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