| 研究課題/領域番号 |
20K14796
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
松村 亮 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, 研究員 (90806358)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020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 | 結晶成長 / 電子デバイス / 光学デバイス / 半導体 / ナノワイヤ / ゲルマニウム / ゲルマニウムスズ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
トンネル電界効果トランジスタ(TFET)は、従来のMOS電界効果トランジスタ(MOSFET)に比べて非常に急峻なスイッチング特性を示すことが期待されており、次世代電子デバイスとして注目されている。申請者は良好な動作特性を有するTFETを実現するために、ソース-チャネル領域に縦型ヘテロ接合を有する「GeSn/Ge縦型ヘテロ接合ナノワイヤTFET」を着想した。TFETの持つ「オン時のトンネル電流の向上」と「オフ時の漏れ電流の低減」という相反する二つの要求を、それぞれ「GeSn/Geヘテロ接合によるトンネル効率の向上」と「縦型ナノワイヤ構造によるチャネル層の完全空乏化」というアプローチで克服する。
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| 研究成果の概要 |
次世代エレクトロニクス実現のため、Ge系薄膜やヘテロ構造成長とデバイス応用への周辺技術開発を行った。Ge系ヘテロ接合のボトムアップ成長を実現するとともに、非熱平衡高速CWレーザーアニール法を開発し、高伸張歪のGe系薄膜を実現した。フォトルミネッセンス法や光吸収測定でバンド構造解析を行い、発光効率増大とバンドギャップ変調を実証した。
また、デバイス技術として、急峻な縦型p/n接合を実現するとともに、高品質なAl2O3ゲートスタックを原子層堆積法を用いて実現した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、次世代エレクトロニクスに必要な高性能トランジスタ等の電子デバイスの基盤材料を開発することを目的に研究を行った。実現した材料は、良好な電子特性のみならず、良好な光学特性も有することが明らかになったため、電子デバイスだけでなく、光学デバイスにも応用可能と期待できる。GeはSiと同じIV族材料であり、従来のSi-LSI技術との整合性も高く、光学材料を組み込んだ光電融合LSIへの応用も可能となることから、幅広い応用範囲に波及する意義ある研究成果である。
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