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絶縁膜上のGeチャネルに於ける結晶・界面の総合評価

研究課題

研究課題/領域番号 19026012
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関九州大学

研究代表者

中島 寛  九州大学, 産学連携センター, 教授 (70172301)

研究期間 (年度) 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2007年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードGe / チャネル / GOI / 結晶性 / 介面準位 / DLTS
研究概要

本研究では、界面層制飾した高品質な絶縁膜/Ge構造影成技術を確立すると共に、GeおよびGeOn Insulator、(GOI) チャネル層の結晶性評価によりチャネル層の物性を解明することを目的としている。平成19年度は、Ge上へのSiO_2および且HfNx形成に取り組み、以下の成果が得られた。
(1)ECRスパッタ法を用いてSiO_2/Ge構造を形成後、熱処理(PDA)を施し、最適条件を探索した。
その結果、PDA温度の増加と共に正の固定電荷(Q_f)が増加するが、500℃でのAr希釈H_2-PDA によりQ_fが低減すること、全ての,PDA処理試料に対して、約1Vのヒステリシヌーウインドウ(HW)が観測され、SiO_2/Ge界面にトラップが存在することを明らかにした。DLTSによる界面 準位(D_<it>)評価から、荷電子帯側でD_<it>は1×10^<13>cm^<-2>eV^<-1>と大きいがく禁制帯中央ではD_<it>が1×10^<12>cm^<-2>Ev^<-1>とかなり良好な値を示すことを示した。
(2)マグネトロニスパッタを用いたHfNx/Ge構造の形成およびPDAに対して最適条件を探索した。
HfNx成膜に於いてN_2/Ar混合量の増加と共に絶縁特性が劣化し、Q_fも増加した。最適なガス流量はN_2/Ar=0.1/99.9%である。500-550℃のPDA処理で、Q_fおよびHWが低減でき、フラットバ ンド電圧(V_<FB>)が-0.4V、HWが0.1Vの良好な値を示した。最適化した試料のD_<it>は禁制帯内でほとんど変化はなく、7×.10^<12>cm^<-2>eV^<-1>と大きい。更なる最適化が必要である
(3)Ge基板の結晶欠陥を評価するためのショットキー障壁形成手法を確立した。Ge表面に薄いGeO_2(1nm程度)を形成し、nおよびp形Geに対してAuおよびAlを蒸着すれば、200 Kで明瞭な非線形I-V特性を示すこと、およびC-V測定が可能であること、を明らかにした。

報告書

(1件)
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Microstructural change of dislocation structure around SiGe/Si Interface in SGOI wafer: wafer ramping process,2007

    • 著者名/発表者名
      S., Ii・Y., Takata・K., Ikeda・H., Nakashima・H., Nakashima
    • 雑誌名

      5th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures, Extended Abstract

      ページ: 32-33

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dependences of effective work functions of TaN on HfO_2 and SiO_2 on post-metalization anneal2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Sugimoto・K., Yamamoto・M., Kajiwara・Y., Suchiro・D., Wang・H., Nakashima
    • 雑誌名

      5th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures, Extended Abstract

      ページ: 194-195

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effective work function modulation of TaN metal gate on HfO_2 after postmetalization annealing2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Sugimoto・K., Yamamoto・M., Kajiwara・Y., Suchiro・D., Wang・H., Nakashima
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters Vol.91,No.11

      ページ: 112105-3

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of High-k Gate Dielectrics Using Plazma Oxidization and Post Deposiotion Anneal of Hf/SiO_2 Si Structure2007

    • 著者名/発表者名
      H., Nakashima・Y., Sugimoto・Y., Suehiro・M., Kajiwara・K., Yamamoto・D., Wang
    • 雑誌名

      6th International Conference on Thin Film Physics and Application, abstract

      ページ: 185-185

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical and Electrical Ebaluations of Defects in SiGe Thin Layer2007

    • 著者名/発表者名
      H., Nakashima・D., Wang
    • 雑誌名

      5th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures, Extended Abstract

      ページ: 33-34

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Al/Hf_3N_4/Ge MIS構造の形成と電気的評価2008

    • 著者名/発表者名
      平山 佳奈、吉良 渉、末廣 雄策、王 冬、中島 寛
    • 学会等名
      2008年春季第55回応用物理学会関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部(船橋キヤンパス)
    • 年月日
      2008-03-29
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Ge上へのSiO_2ゲート絶縁膜形成2007

    • 著者名/発表者名
      平山 佳奈、吉良 渉、末廣 雄策、王 冬、中島 寛
    • 学会等名
      2007年(2007度)応用物理学会九州支部学術構演会
    • 発表場所
      九州工業大学工学部
    • 年月日
      2007-12-01
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Optical and Electrical Evaluations of Defects in SiGe Thin Layer2007

    • 著者名/発表者名
      H., Nakashima・D., Wang
    • 学会等名
      5th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces
    • 発表場所
      首都大学東京、八王子
    • 年月日
      2007-11-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Hight-k Gate Dielectrics Using Plazma Oxidization and Post Deposition Anneal of Hf/SiO_2 Si Structure2007

    • 著者名/発表者名
      H., Nakashima・Y., Sugimoto・Y., Suehiro・M., Kajiwara・K., Yamamoto・D., Wang
    • 学会等名
      The 6th Int. Conf. Thin Film Physics and Application
    • 発表場所
      上海交通大学,中国
    • 年月日
      2007-09-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] PMA処理によるHfO_2及びSiQ_2上のTaNメタルゲートの実効仕事関数変調2007

    • 著者名/発表者名
      据原 誠生、末農 雄策、杉本 陽平、王 冬、中島 寛
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術講演会 6p-ZM-2
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Hf/SiO2/Si構造のプラズマ酸化とPDAを用いたhigh-kゲート絶縁膜の形成2007

    • 著者名/発表者名
      末慶 雄策、杉本 陽平、梶原 誠生、王 冬、中島 寛
    • 学会等名
      第68回応用物理学会学術構演会 5a-ZQ-7
    • 発表場所
      北海道工業大学
    • 年月日
      2007-09-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 絶縁膜上の半導体薄膜の結晶性評価:歪Si-SGOIウェーバ開発から2007

    • 著者名/発表者名
      中島 寛、王 冬
    • 学会等名
      日本学術振興会ワイドギャップ半導体光・電子デバ化ス第162委員会, 第53回研究会
    • 発表場所
      佐賀県、唐津市
    • 年月日
      2007-07-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Dependences of effective work functions of TaN on HfO2 and SiO2 on post-metalization anneal2007

    • 著者名/発表者名
      Y., Sugimoto・K., Yamamoto・M., Kajiwara・Y., Suehiro・D., Wang・H., Nakashima
    • 学会等名
      5th International Conference on Silicon Epitaxy And Heterostructure
    • 発表場所
      Marseille, France
    • 年月日
      2007-05-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Microstructrual chage of disolcation structure around SiGe/Si interface in SGOI wager wafer ramping process2007

    • 著者名/発表者名
      S., Ii・Y., Takata・K., Ikeda・H., Nakashima・H., Nakashima
    • 学会等名
      5th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures
    • 発表場所
      Marseille, France
    • 年月日
      2007-05-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://astec.kyushu-u.ac.jp/nakasima/naka_home.htm

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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