2014 Fiscal Year Annual Research Report
ヘテロ構造設計と微細化により低電圧・高速動作を目指した相補型縦型トンネルFET
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26249046
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
宮本 恭幸 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40209953)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 寿一 北陸先端科学技術大学院大学, 学内共同利用施設等, 教授 (80362028)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | トンネルFET / タイプIIヘテロ構造 / InGaAs MIS構造 / 分子線エピタキシー / 格子緩和成長 / 絶縁体-半導体界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
p-GaAsSb/i-InGaAs/n-InGaAs 構造n形TFET の設計において、高オン電流にならない理由はp-GaAsSbのキャリヤ濃度の低さであることがシミュレーションから明らかになった。いままでのエピタキシャルベンダーではこの高濃度化が行えないことから、あらたなエピタキシャルベンダーの選定をおこなった。
また、いままでの構造であるが、実際にn形TFETを作製し、その特性をシミュレーション結果と比較し、一致を見た。
i-InGaAs MIS構造においては、 HfO2/Al2O3/InGaAs界面形成前の窒素プラズマ処理と形成後の水素アニールでEOT=0.77nmで界面準位密度（Dit）の最小値が1.2x10eVcm-2の良好なMOSダイオード作製が可能となった。
分子線エピタキシーによるGaAs(001)基板上高In組成InGaAs(InAsを含む)成長の検討を進め、良好な電子移動度を有する層を格子緩和成長することが可能となった。その後、分子線エピタキシー装置の四重極質量分析計交換を行い、超高真空状態への立ち上げを行った。また、高誘電率絶縁体としてAl2O3とTiO2の混合酸化膜の原子層堆積を検討した。
一方、容量周波数分散の温度依存性から絶縁体-半導体界面の特性を解析する手法を発展させた。さらに、絶縁体-半導体界面がもたらす低周波電流揺らぎの測定系を構築し、電流揺らぎの発生個所を特定する手法を確立した。
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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
GaAsSbのMBE成長では分子線エピタキシー装置の四重極質量分析計交換後の状態に難があり、超高真空状態への立ち上げに時間を要し、若干の遅れがある一方、n-TFETに関しては、設計された値は電源電圧0.5Vで、オフ電流10pA/umとオン電流460uA/umを両立できることが明らかになり、当初予想されていたよりも良い値が得られている。またMISダイオードにおけるEOTも1nmを下回り、かつ低い界面準位密度が両立できており、世界最高水準ものもができている。
以上を併せて考えると、研究全体としてはほぼ順調に進んでいると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
n-TFETに関しては当初の予定通り、設計した最適構造をエピタキシャルベンダーに年度開始早々に発注し、3ヵ月後に納入予定である。ウェハーが手に入り次第、作製を行う。
GaAs(001)基板上格子緩和成長で得られた高In組成InGaAs(InAsを含む)上に、InGaSbを成長する技術を検討する。また、InGaSbのp型ドーピングについて、半絶縁性GaAs基板上の成長を利用した検討を併せて行う。これらにより、
n-InGaAs/i-InGaSb/p-InGaSb接合形成技術を確立し、その電気特性を検証する。さらに、InGaSbと絶縁体の界面を形成する技術を検討し、界面評価を行う。
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Research Products
(14 results)
