2016 Fiscal Year Annual Research Report
Developments of high mobility uniaxially strained Germanium channel devices
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26286044
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
澤野 憲太郎 東京都市大学, 工学部, 教授 (90409376)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 結晶工学 / 歪み制御 / 歪みゲルマニウム / 一軸歪み |
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| Outline of Annual Research Achievements |
選択的イオン注入手法によって、一軸歪みGe膜を形成し、歪み状態のパターン幅依存性を調べた。線幅を数μm程度に小さくしていくことで、イオン注入領域と非注入領域のラマンシフトの差が小さくなっていくことが確認され、両領域の歪み状態が互いに影響し、歪みの一軸性が強くなることが明らかとなった。液浸ラマン分光法や放射光XPS解析によってもこれは確認された。
また、一軸歪みGOI作製プロセスとして重要となるいくつかの要素技術を確立した。まずGOIの薄膜化のために、SiGeエッチングストップ層を導入する手法を開発し、条件の最適化によって50nmと薄膜かつ面内均一なGOI形成に成功した。また、一軸歪み導入後に貼り合わせを行う新手法を検討した。そのために、SiGe層成長後に、SiGeの上からSi/SiGeヘテロ界面に欠陥を導入する方法を新たに試みた。ラマン分光法によって詳細に評価した結果、本手法においても歪み分布制御が可能であることが分かった。さらに、貼り合わせを行う前に、SiGeおよびGeをパターニングすることで、Siのエッチング溶液を直接Si/SiGe界面に注入することを可能とし、Si基板を切り離す手法に成功した。これにより、Si基板を全て研磨エッチングする工程を省略でき、さらに一軸性歪みSiGeのプロセスと融合することが可能となった。
一軸歪みGOI-MOSFETデバイスに向けて、最重要となるゲート絶縁膜形成について、原子層堆積法（ALD）による高品質Al2O3膜形成を検討した。特に、MBEチャンバーを改造することで、エピタキシャル成長後、ALD装置に基板を直接真空中搬送し、そのままALDを行った。その結果、界面が完全に清浄な状態でAl2O3膜を堆積することが可能となり、成長膜厚の正確な制御、電気特性の向上が確認された。これにより、高移動度化へ向けた最適プロセスが示されたと言える。
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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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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] TEM Observation of Si0.99C0.01 Thin Films with Arsenic-Ion-, Boron-Ion-, and Silicon-Ion-Implantation Followed by Rapid Thermal Annealing2017
Author(s)
Junji Yamanaka, Shigenori Inoue, Keisuke Arimoto, Kiyokazu Nakagawa, Kentarou Sawano, Yasuhiro Shiraki, Atsushi Moriya, Yasuhiro Inokuchi, Yasuo Kunii
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Journal Title
Journal of Materials Science and Chemical Engineering
Volume: 5
Pages: 15-25
DOI
Peer Reviewed
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