2016 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of Si-LSI compatible Ge nanowires for ultra-high-speed transistors
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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（LSI）の高性能化（高速・低消費電力化）のため、高移動度を有する新材料ゲルマニウム（Ge）の研究が盛んに行われている。もし、極めて高いキャリア移動度を有するGeナノワイヤを、絶縁膜を介してシリコンLSIに混載することができれば、電子デバイスの大幅な性能向上となる。本研究では、絶縁体上に位置や形状の制御されたGeナノワイヤを、LSIの損傷温度（約500℃）以下で直接合成する技術を研究した。
具体的には、絶縁体上に（111）面配向したGe膜を形成する「Al誘起成長法」と、単結晶基板上にGeナノワイヤを合成する「Vapor-Liquid-Solid法」を重畳することを検討した。その結果、平成27年度までにおいて、SiO2基板上、さらにはプラスチック基板上においても配向Geナノワイヤを低温合成することに成功した。
平成28年度においては、Al誘起成長Ge層の上に、EBリソグラフィによって直径100 nm程度の開口部を設けたSiO2膜を形成し、化学気相成長を行うことで、位置制御されたGeナノワイヤを形成することを検討した。その結果、開口部からの優先成長は見られるものの、結晶成長が横方向にも進行し、Ge結晶はナノワイヤ状とならないことが判明した。今後、SiO2のパターニングとAu触媒の塗布を重畳することにより、Geナノワイヤの位置制御が可能となると考えられる。
以上、本研究課題においては、プラスチック上Geナノワイヤとの革新構造を創出した。絶縁体上において、均一かつ方向の揃った半導体ナノワイヤを直接合成した初めての成果である。
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