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表面再構成制御成長法を用いたSi基板上へのInSb系CMOSの作製

研究課題

研究課題/領域番号 18H01496
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関富山大学

研究代表者

森 雅之  富山大学, 学術研究部工学系, 准教授 (90303213)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードInSb / MOSFETs / 表面再構成制御成長法 / GaSb / 界面準位 / マニピュレータ / ナノスフィアリソグラフィー / MOSFET / MBE / ALD / Surface reconstruction / Heteroepitaxy / Al2O3 / GaSb単分子層 / 積層順 / pMOSFET / ゲート絶縁膜 / 低成長レート / 双晶 / ヘテロエピタキシャル / CMOS
研究成果の概要

n-InSb/Al2O3/Si FETの特性を制限する。InSb/Al2O3界面に形成される高密度の界面準位密度の影響を軽減するため、InSbとAl2O3との間に、薄いGaSb層を挿入したデバイスを作製し、特性の比較を行ったが、GaSb層を挿入しないデバイスの方が特性が良いという結果となった。
Si上に成長したGaSb薄膜を用いたFETを作製し、特性評価を行った。GaSb p-MOSFETの作製には成功したものの、歩留まりが悪く、また、特性が不安定であった。今後CMOS実現のために、p-MOSFETの特性向上が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

微細化による性能向上が限界に近付きつつあるSi半導体に代わるデバイス材料として、Siよりも優れた電気特性を持つInSbやGaSbに着目し、高速デバイスの作製を目指した。すでに実現しているSi上に成長させたInSbを用いたトランジスタの性能向上のために、InSbの面内配向性の向上や、結晶構造の変更を試みた。また、歩留まりや性能は良くないものの、Si上に成長したGaSbを用いたp型MOSFETデバイスの作製に成功した。今後これらのデバイスを用いたCMOS FETの実現に向けてそれぞれのデバイスの特性を向上させる必要がある。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] An investigation of the crystalline nature for GaSb films on Si(111) at varied growthtemperature and growth rate2019

    • 著者名/発表者名
      A. A. Md. Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori, Koihci Maezawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58

    • NAID

      210000156699

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of flux ratio on GaSb films grown at a low temperature on Si(111)2019

    • 著者名/発表者名
      A. A. Md. Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori, Koihci Maezawa
    • 雑誌名

      Proceedings of ICIEV-&-ICIVPR 2019

      巻: 1 ページ: 312-317

    • DOI

      10.1109/iciev.2019.8858576

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Influence of Areal Ratio of InSb and GaSb bi-layers on Growth of InGaSb Thin Films on Si(111) Substrate2021

    • 著者名/発表者名
      Masayuki MORI, Jotaro INOUE, Koichi MAEZAWA
    • 学会等名
      The Eighth International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面再構成制御成長法を用いたSi(111)基板上へのIn0.2Ga0.8Sbエピタキシャル成長に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      井上丈太朗、森雅之、前澤 宏一
    • 学会等名
      令和2年度(2020年)応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Si(111) 基板上へのGaSb薄膜成長における基板温度依存性2020

    • 著者名/発表者名
      白山綾輔、森雅之、前澤宏一
    • 学会等名
      令和2年度(2020年)応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] InSb/Si(111)上へのGaSb薄膜成長における基板温度と膜厚の依存性2020

    • 著者名/発表者名
      橋本拓磨、森雅之、前澤宏一
    • 学会等名
      令和2年度(2020年)応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effect of flux ratio on GaSb films grown at a low temperature on Si(111)2019

    • 著者名/発表者名
      A.A. Md. Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori, and Koichi Maezawa
    • 学会等名
      8th International Conference on Informatics, Electronics & Vision (ICIEV)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Flux Ratio on GaSb Films Grown at Low Temperature on Si(111)2018

    • 著者名/発表者名
      A. A. M. Monzur-Ul-Akhir, M. Mori and K. Maezawa
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Growth Rate and Temperature on GaSb Films on Si(111) Substrate2018

    • 著者名/発表者名
      A. A. M. Monzur-Ul-Akhir, M. Mori and K. Maezawa
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-14)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 表面再構成制御法を用いたSi(111)基板上へのIn0.2Ga0.8Sbエピタキシャル成長2018

    • 著者名/発表者名
      五十嵐廉、森雅之、前澤宏一
    • 学会等名
      2018年第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Study of Flux Ratio Effeting GaSb Growth at Low Temperature2018

    • 著者名/発表者名
      A. A. M. Monzur-Ul-Akhir, M. Mori and K. Maezawa
    • 学会等名
      平成30年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A Study of Growth Rate and Temperature Effecting GaSb Growth2018

    • 著者名/発表者名
      A. A. M. Monzur-Ul-Akhir, M. Mori and K. Maezawa
    • 学会等名
      平成30年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Growth of high quality InSb channel layer with InxGa1-xSb heteroepitaxial film on Si2018

    • 著者名/発表者名
      A.A. Mohammad Monzur-Ul-Akhir、森 雅之、前澤宏一
    • 学会等名
      電子情報通信学会、 電子デバイス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GaSb/Si(111)基板上へのInSbのエピタキシャル薄膜の作製と評価2018

    • 著者名/発表者名
      長橋栄臣、森雅之、前澤宏一
    • 学会等名
      第4回有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] トップページ

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/nano/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 極微電子工学講座

    • URL

      http://enghp.eng.u-toyama.ac.jp/labs/ee08/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 講座の活動 平成30年(2018)

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/nano/study/katsu30.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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