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Ⅲ‐Ⅴ族pチャネルMOSFETのための価電子帯エンジニアリングと界面双極子制御

研究課題

研究課題/領域番号 24246058
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子・電気材料工学
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

安田 哲二  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究部門長 (90220152)

研究分担者 前田 辰郎  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 主任研究員 (40357984)
宮田 典幸  独立行政法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究グループ長 (40358130)
大竹 晃浩  独立行政法人物質・材料研究機構, 先端フォトニクス材料研究ユニット, 主幹研究員 (30267398)
奈良 純  独立行政法人物質・材料研究機構, 理論計算科学ユニット, 主任研究員 (30354145)
藤代 博記  東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (60339132)
連携研究者 市川 昌和  国立大学法人東京大学, 工学系研究科, 上席研究員 (20343147)
田中 正俊  国立大学法人横浜国立大学, 工学研究院, 教授 (90130400)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
45,630千円 (直接経費: 35,100千円、間接経費: 10,530千円)
2014年度: 14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2013年度: 14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)
2012年度: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)
キーワード電子・電気材料 / Ⅲ-Ⅴ族化合物半導体 / 表面・界面物性 / MOSFET / エピタキシャル成長 / Ⅲ-Ⅴ族化合物半導体 / 半導体物性 / マイクロ・ナノデバイス / エピタキシャル
研究成果の概要

CMOSのnチャネルとpチャネルを同一の高移動度Ⅲ-Ⅴ族半導体で構成する技術を目指し、GaSbとInGaAsを候補として研究を進めた。GaSbに関して、界面双極子と界面準位の関係に着目しつつMOS界面を高品質化すると共に、GaSb表面処理法を確立した。更に、Si上へ高品質GaSbを形成するナノコンタクトヘテロエピタキシャル技術を開発した。InGaAsに関して、バンドエンジニアリングの手法としてのInとGaのオーダリングに着目し、第一原理計算により有効質量がオーダリングに依存することを見出した。また、量子補正モンテカルロ法によりⅢ-Ⅴ MOSFETの電流駆動力や遅延時間の決定要因を明らかにした。

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果発表報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (15件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Effects of HCl treatment and predeposition vacuum annealing on Al2O3/GaSb/GaAs metal–oxide–semiconductor structures2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Gotow, Sachie Fujikawa, Hiroki I. Fujishiro, Mutsuo Ogura, Tetsuji Yasuda, and Tatsuro Maeda
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 54 号: 2 ページ: 021201-021201

    • DOI

      10.7567/jjap.54.021201

    • NAID

      210000144768

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electrical characteristics and thermal stability of HfO2 metal-oxide-semiconductor capacitors fabricated on clean reconstructed GaSb surfaces2014

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Miyata, Akihiro Ohtake, Masakazu Ichikawa, Takahiro Mori, and Tetsuji Yasuda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 号: 23

    • DOI

      10.1063/1.4882643

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] III-V DG MOSFETにおける遅延時間の発生メカニズムの解析2014

    • 著者名/発表者名
      矢島悠貴、大濱諒子、藤川紗千恵、藤代博記
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 114 ページ: 25-28

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Heteroepitaxy of GaSb on Si(111) and fabrication of HfO2/GaSb metal-oxide-semiconductor capacitors2014

    • 著者名/発表者名
      A. Ohtake, T. Mano, N. Miyata, T. Mori, and T. Yasuda
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 号: 3

    • DOI

      10.1063/1.4862542

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative study on nano-scale III-V double-gate MOSFETs with various channel materials2013

    • 著者名/発表者名
      Akio Nishida, Kei Hasegawa, Ryoko Ohama, Sachie Fujikawa, Shinsuke Hara, and Hiroki I. Fujishiro
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi c: current topics in solid state physics

      巻: 10 号: 11 ページ: 1413-1416

    • DOI

      10.1002/pssc.201300264

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 真空アニール法がAl2O3/GaSb MOS界面に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      後藤高寛, 藤川紗千恵, 藤代博, 小倉睦郎, 安田哲二, 前田辰郎
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 113 ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GaSb表面の純窒化プロセスの検討2015

    • 著者名/発表者名
      後藤高寛、藤川紗千恵、藤代博記、小倉睦郎、安田哲二、前田辰郎
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学 湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Si(111)上でのGaSbヘテロエピタキシーとHfO2/GaSb MOSキャパシタの作製2014

    • 著者名/発表者名
      大竹晃浩、間野高明、宮田 典幸、森 貴洋、安田 哲二
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Si(100)上のGaSbナノコンタクトへテロエピ成長とHfO2/GaSb MOS特性2014

    • 著者名/発表者名
      宮田典幸、大竹晃浩、市川昌和、森貴洋、安田 哲二
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 窒素プラズマ処理を施したAl2O3/GaSb MOS構造の特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      後藤高寛、藤川紗千恵、藤代博記、小倉睦郎、安田哲二、前田辰郎
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Comparison of delay times in III-V MOSFETs with various channel materials2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Yajima, R. Ohama, S. Fujikawa and H. I. Fujishiro
    • 学会等名
      第34回電子材料シンポジウム
    • 発表場所
      ラフォーレ修善寺(静岡県伊豆市)
    • 年月日
      2014-07-09 – 2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of delay times in III-V MOSFETs with various channel materials2014

    • 著者名/発表者名
      R.Ohama, Y.Yajima, A.Nishida, S.Fujikawa and H.I.Fujishiro
    • 学会等名
      41th International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS 2014)
    • 発表場所
      Montpellier (France)
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Al2O3/GaSb MOS 界面構造における絶縁膜堆積前処理の検討2014

    • 著者名/発表者名
      後藤高寛, 藤川紗千恵, 藤代博記, 小倉睦郎, 安田哲二, 前田辰郎
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 各種チャネル材料を用いたIII-V DG MOSFETの遅延時間解析2014

    • 著者名/発表者名
      矢島悠貴, 大濱諒子, 西田明央, 藤川紗千恵, 藤代博記
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 真空アニール法がAl2O3/GaSb MOS界面に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      後藤高寛, 藤川紗千恵, 藤代博記, 小倉睦郎, 安田哲二, 前田辰郎
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ED研
    • 発表場所
      富山大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GaSbショットキー接合型メタルS/D pMOSFETsの動作実証2013

    • 著者名/発表者名
      後藤高寛, 藤川紗千恵, 藤代博記, 小倉睦郎, 安田哲二, 前田辰郎
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 各種チャネル材料を用いたIII-V DG MOSFETの特性解析2013

    • 著者名/発表者名
      大濱諒子, 西田明央, 藤川紗千恵, 藤代博記
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Electrical Characteristics and Thermal Stability of HfO2/GaSb MOS Interfaces Formed on Clean GaSb(100)-c(2×6) Surfaces2013

    • 著者名/発表者名
      N. Miyata, A. Ohtake, M. Ichikawa, T. Yasuda
    • 学会等名
      2013 International Workshop on Dielectric Thin Films for Future Electron Devices: Science and Technology
    • 発表場所
      Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Demonstration of Ni-GaSb metal S/D GaSb pMOSFETs with vacuum annealing on GaAs substrates2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Goto, Sachie Fujikawa, Hiroki Fujishiro, Mutsuo Ogura, Tetsuji Yasuda, Tatsuro Maeda
    • 学会等名
      44th IEEE Semiconductor Interface Specialists Conference
    • 発表場所
      Arlington, VA, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GaSb(100)-c(2x6)表面に形成したHfO2 MOSキャパシタの電気特性2013

    • 著者名/発表者名
      宮田典幸
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] GaAs基板上GaSb MOS 構造の作製2013

    • 著者名/発表者名
      後藤高寛
    • 学会等名
      第60回応用物理学会春期学術講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] 表面の平坦性および結晶構造の完全性に優れたGaSb/InAs/Si(111)構造とその形成方法、並びにその構造を用いたMOSデバイスおよび赤外検出デバイス2013

    • 発明者名
      大竹晃浩、間野高明、宮田典幸、安田哲二
    • 権利者名
      大竹晃浩、間野高明、宮田典幸、安田哲二
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-195290
    • 出願年月日
      2013-09-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 不揮発性記憶素子2013

    • 発明者名
      宮田 典幸
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-192920
    • 出願年月日
      2013-09-18
    • 取得年月日
      2017-05-26
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書
  • [産業財産権] 表面の平坦性および結晶構造の完全性に優れたGaSb/InAs/S1(111)構造とその形成方法、並びにその構造を用いたMOSデバイスおよび赤外線検出デバイス2013

    • 発明者名
      宮田 典幸, 安田 哲二, 大竹 晃浩, 真野 高明
    • 権利者名
      産業技術総合研究所, 国立研究開発法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-195290
    • 出願年月日
      2013-09-20
    • 取得年月日
      2017-06-09
    • 関連する報告書
      研究成果発表報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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