2015 Fiscal Year Research-status Report
シリコンLSI融合型ゲルマニウム・ナノワイヤの創製と超高速トランジスタの実証
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26600083
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
都甲 薫 筑波大学, 数理物質系, 助教 (30611280)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ゲルマニウム / ナノワイヤ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
集積回路の持続的な発展には、従来のスケーリング則（微細化）に頼らない新たな指導原理の開発、即ち材料／デバイス構造の革新が不可欠である。本研究では、シリコン（Si）よりも高いキャリア移動度を持つゲルマニウム（Ge）に着目すると共に、Si集積回路に混載可能なGeナノワイヤ・トランジスタのプロセス技術開発を目指す。本年度においては、次年度に確立した「シリコン酸化膜（SiO2）上にGeナノワイヤを形成するプロセス」を、プラスチック（ポリイミド）基板に応用した。
GeとAuの界面は（111）面で最も安定となるため、ナノワイヤは<111>方向に化学気相成長（CVD：Chemical-Vapor-Deposition）することが知られている。そこで、金属誘起層交換成長法（MIC：Metal-induced Crystallization）を用い、結晶方位が(111)面に制御されたGe薄膜（50 nm厚）をプラスチック上に形成し、シード（種結晶）層とした。Geナノワイヤの形成は、金（Au）コロイド粒子（40 nm径）をシードとし、原料ガスにGeH4を用いたCVD、すなわちVLS（Vapor-Liquid-Solid）成長法により行った。
その結果、プラスチック基板上において、垂直方向に整列したGeナノワイヤ群を合成することに成功した。転写法を用いずにフレキシブル基板上に半導体ナノワイヤを合成した初めての成果であり、学会等で注目を集めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では絶縁体上にGeナノワイヤをリソグラフィー法で形成することを検討していた。今回、結晶方位制御技術と気相―液相―固相成長法を重畳することによって、自己組織的に均一なGeナノワイヤ群を、フレキシブル基板上に合成することに成功した。集積回路のフレキシブルデバイス搭載の可能性を拓く革新技術である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回形成したフレキシブル基板上のGeナノワイヤについて、結晶評価および電気的特性評価、並びにデバイス試作を進めていく。
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