| 研究課題/領域番号 |
21K04900
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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30010:結晶工学関連
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
有元 圭介 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (30345699)
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| 研究分担者 |
山中 淳二 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (20293441)
澤野 憲太郎 東京都市大学, 理工学部, 教授 (90409376)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 歪みシリコン / 界面準位 / 高移動度トランジスタ / 集積回路 / シリコン・ゲルマニウム / 結晶欠陥 / MOSFET |
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| 研究開始時の研究の概要 |
デジタル社会を支える様々な電子機器は多くの半導体集積回路から成り立っている。半導体集積回路の更なる高集積化・高性能化・消費電力低減を実現するため、半導体材料の高移動度化が求められている。その方法の一つとしてエネルギーバンド構造を結晶格子歪みによってコントロールする歪みエンジニアリングがある。申請者は(110)面を表面方位とするシリコン（Si）に応力を印加することで正孔移動度を大幅に向上できることを実証してきた。本研究では (110)面上歪みヘテロ構造における酸化膜／半導体界面準位の特性を明らかにする。界面準位を低減することで、正孔移動度の更なる向上が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
集積回路の更なる高性能化・低消費電力化を実現するためには半導体中のキャリア移動度の更なる向上が必要である。(110)面を表面とする歪みシリコン膜は高い正孔移動度を実現しうる魅力的な薄膜である。この薄膜のデバイス応用に向けて、界面準位密度を低減することにより閾値電圧のバラつきを抑制し、更に移動度を高めることが重要である。本研究では、(110)基板上の歪みシリコン/シリコン・ゲルマニウム構造と酸化膜の間の界面準位密度が表面ラフネスと高い相関があることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
(110)面を表面とする歪みシリコン膜は高い正孔移動度を示すことが分かっているが、表面粗さが大きいことから、界面準位密度が高いことが示唆されていた。本研究では、(110)基板上の歪みシリコン/シリコン・ゲルマニウム構造の界面準位密度の評価を行い、表面ラフネスとの相関を明らかにした。また、格子歪みと平坦性の両立に関して更なる最適化の余地があること、それにより移動度の更なる向上を見込めることが示唆された。これらの研究結果は、次世代先端ロジック集積回路の開発に向けて有用な知見を与えるものである。
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