2015 Fiscal Year Annual Research Report
Geバンド構造の直接遷移化による超高性能トンネル型トランジスタの創製
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26630133
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
佐道 泰造 九州大学, システム情報科学研究科(研究院, 准教授 (20274491)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 集積回路 / 結晶成長 / トランジスタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
集積回路(LSI)の消費電力を低減するため、トンネル型トランジスタの研究開発が活発化している。しかし、従来材料(Si)を用いた試作デバイスではオン電流が小さい課題がある。オン電流値の向上には、直接遷移型半導体の採用が有効である。本研究では、直接遷移型バンド構造を有し、かつLSIプロセスと整合性の良好な新材料(歪みGe)の創製を目指し、以下の研究を行った。
① 高温プロセスによる歪み導入：溶融法で成長した絶縁膜上のGe薄膜の格子歪みをラマン散乱分光法を用いて評価し、格子歪みに与える試料構造の影響を検討した。その結果、Geと下地絶縁膜や基板との熱膨張係数の差により、Ge結晶に格子歪みが導入されることを明らかにした。さらに、Ge上部の被覆層を除去することで、Ge中の格子歪みが増加することを明らかにした。
② 異種原子添加による歪み導入：Ge結晶にSn原子を添加し、格子歪みを導入する手法を検討した。溶融法および固相法を用いて成長したGe結晶中のSn濃度を、ラマン分光法、X線回折法、電子顕微鏡法を用いて評価し、Sn濃度の向上には、成長速度の高速化と成長温度の低温化が有効であることを明らかにした。
③ Geへの高濃度不純物ドーピング：非熱平衡成長法を用いた不純物ドーピングの検討を行った。その結果、プロセス条件を適正化することで、不純物の高濃度ドーピング(>1E20cm-3)を実現した。
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