| 研究課題/領域番号 |
18K04235
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
金島 岳 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (30283732)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | Ge-MISFET / La2O3 / 原子マッチング / 結晶転位 / 接触角 / ラジカル処理 / エピタキシャル絶縁膜 / 基板欠陥 / La2O2 / 直接接合 / エピタキシャルゲート絶縁膜 / パルスレーザ蒸着法 / 界面準位密度 / 低温成長 / high-k/Ge / ゲルマニウム半導体 / エピタキシャル成長 / 界面 |
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| 研究成果の概要 |
低温成長エピタキシャルLa2O3をゲート絶縁膜に用いたゲルマニウム(Ge)-MISFETは，熱的に不安定で比較的誘電率の低いGeO2層を用いることなく，原子マッチングにより低界面欠陥で直接Ge上に形成することから，更なる微細化にむけた酸化膜換算膜厚(EOT)の低減が可能である．そこで，界面特性向上のため，表面パッシベーションとしてヨウ素溶液処理の最適化およびトランジスタ作製プロセスの最適化を行い，350℃と低温で作製したGe-MOSFETな移動度を得た．さらに，より小さいEOTの実現のため，成長中の酸素濃度を制御やアニール条件の最適化により界面反応の抑制を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，次世代半導体材料として有望視されているゲルマニウム（Ge）に格子マッチングするLa2O3ゲート絶縁膜を組み合わせ，新たに提案した基板表面処理，および界面反応を抑制することで，高品質なゲートスタックを形成できることを示した．これは，全結晶材料MISFETへの道への開拓と繋がる．そして，既にエピタキシャル積層構造を実証しつつあるように，今までは困難であった Ge(111) 上へのゲート絶縁膜上に，さらなる機能性結晶材料をエピタキシャルに積層することで，新たな機能の発現や，半導体材料を積層成長させることで，縦型(3D)構造による超高集積化など，更なる機能改善へと展開が期待される．
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