| 研究課題/領域番号 |
21H01384
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
宮本 恭幸 東京工業大学, 工学院, 教授 (40209953)
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| 研究分担者 |
福田 浩一 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (00586282)
菅原 聡 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (40282842)
荒井 昌和 宮崎大学, 工学部, 准教授 (90522003)
後藤 高寛 東京工業大学, 工学院, 助教 (70827914)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | ヘテロ構造 / トンネルFET / ラテラルHBT / 低消費電力 / ナノシート / 化合物半導体 / バイポーラトランジスタ / 横方向成長 / トンネルFE / 横方向結晶成長 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
横方向からの結晶成長によるヘテロ接合形成を可能にするために、基板上に形成した薄膜構造の側壁に，同じ基板を利用した横方向成長，または絶縁体を側壁に持つ選択横方向成長を利用して横方向のヘテロ接合を作り、化合物半導体電子デバイスに新たな自由度を導入することを目的として行う。さらに溝中形成時の組成変調について検討し微細空間のみに異なる組成の成長を行うことで狭バンドギャップ材料の形成を可能にする。
横方向ヘテロ接合の導入で作製が可能になる構造としてナノシートトンネルFETと狭バンドギャップラテラルHBTをデバイス・回路の理論的検討に基づき設計・作製して実験的に検証を目指す。
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| 研究成果の概要 |
化合物半導体トンネルFETは、低消費電力と高駆動能力を両立できると期待されるが、従来の縦方向素子では、チャネル単体の評価が難しかった。そこで、本研究では横方向に化合物半導体ヘテロ接合を導入することで、チャネル単体の評価を可能にし、作製したトンネルFETとプレーナー型素子との直接比較を可能にした。また、横方向トンネル接合のさらなる可能性として、ラテラルHBTについての探索を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
トンネルFETは、低電源電圧におけるオフ時の消費電力の少なさから期待されているが、シリコンではオン時の駆動能力も減ってしまう難点がある。化合物半導体のヘテロ接合をトンネル接合とすることでオン時の高駆動能力は期待できるが、化合物半導体のMOS構造は未成熟でゲートスタック構造の評価とトンネル接合の構造を分けて評価すべきである。本研究では、横方向化合物半導体ヘテロ接合を用いたトンネルFETの作製を行い、おなじチャネル構造を持つ一般的なプレーナー型素子との比較を可能にした。また、この構造はHBTなどの他のデバイスでも新たな可能性を見出せることからその探索も行った。
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