表面再構成制御成長法を用いたSi基板上InSb-CMOSの研究

• 研究課題/領域番号: 25289099
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 森 雅之 富山大学, 理工学研究部(工学), 准教授 (90303213)
• 連携研究者: 前澤 晃一 富山大学, 大学院理工学研究部, 教授 (90301217)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円); 2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円); 2013年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
• キーワード: InSb / Si(111) / InGaSb / GaSb / MOSFET / ALD / 短チャネル化 / 表面再構成 / 選択成長 / ゲート絶縁膜 / Al2O3 / 界面準位 / オーバーラップ構造 / 表面再構成制御成長法 / SOI基板

研究成果の概要

表面再構成制御成長法を用いたSi(111)基板上へのInSb薄膜を用いたAl2O3/InSb/Si n-MOSFETの特性向上のため、ゲート電極をオーバーラップ構造としたり、レーザー露光装置の導入とソース・ドレイン電極を2回に分けて形成するなどのプロセスの見直しを行った。また、Si基板上のInSb-CMOS実現に向けたp-MOSFET用のGaSbやInGaSb薄膜の成長技術の蓄積、そしてTFET実現に向けたn-InSb/p-Siヘテロ界面を理解するための電気的特性の評価を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Heteroepitaxial growth of InGaSb on GaSb/Si(111)-√3x√3-Ga surface phase with two step growth method to investigate the impact of high-quality GaSb buffer layer (2016)
  • 著者名/発表者名: A.A.Mohammad Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori and Koichi Maezawa
  • 雑誌名: Phys. Status Solidi B 巻: 254 号: 2
  • DOI: 10.1002/pssb.201600528
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Heteroepitaxial growth of InGaSbon HQ GaSb on Si(111) by two step growth method (2016)
  • 著者名/発表者名: A.A.Md. Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori, Koichi Maezawa
  • 学会等名: 平成28年応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • 発表場所: 富山県民会館
  • 年月日: 2016-12-10
• [学会発表] Ge(111)基板上へのInSb薄膜のエピタキシャル成長 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三枝孝彰、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 首都大学東京
  • 年月日: 2016-07-23
• [学会発表] Heteroepitaxial growth of InGaSb on GaSb/Si(111)-√3x√3-Ga surface phase with two step growth method (2016)
  • 著者名/発表者名: A.A.Md.Monzur-Ul-Akhir, Masayuki Mori, and Koichi Maezawa
  • 学会等名: 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of growth condition of buffer layer for heteroepitaxial InSb films grown on Ge(111) substrate (2016)
  • 著者名/発表者名: Takaaki Mitsueda, Masayuki Mori, and Koichi Maezawa
  • 学会等名: 43rd International Symposium on Compound Semiconductors (ISCS)
  • 発表場所: 富山国際会議場
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会
• [学会発表] Heteroepitaxial Growth of GaSb Films on Si(111)-√3×√3-Ga Surface Phase (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Shimoyama, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: International Conference on Solid State Devices and Materials(SSDM 2015)
  • 発表場所: Sapporo, Hokkaido
  • 年月日: 2015-09-27
  • 国際学会
• [学会発表] MOSFETs Based on InSb/Si (111) Heterostructures Having Various Oxide Layers (2015)
  • 著者名/発表者名: F. Shimizu, K. Hosotani, T. Ito, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: 2015 Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices (AWAD 2015)
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 2015-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] Heteroepitaxial growth of InSb films on Si(100) substrate with micro facet structures (2015)
  • 著者名/発表者名: E. Umemura, M. Mori, T. Sakamoto, H. Shimoyama, K. Maezawa
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2015)
  • 発表場所: Toki-messe, Niigata
  • 年月日: 2015-06-16
  • 国際学会
• [学会発表] Si(111)基板上へのGaSbエピタキシャル成長と膜質の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下山裕哉、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 2014年(平成26年)第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Ge(111)基板上InSb薄膜の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三枝孝彰、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 2014年(平成26年)第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] SOI(Silicon-on-Insulator)基板上へのInSbヘテロエピタキシャル成長 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本大地、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 2014年(平成26年)第75回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-20
• [学会発表] Si(111)基板上へのInxGa1-xSbエピタキシャル成長と膜質の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 下山裕哉、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 第2回有機・無機エレクトロニクスシンポジウム
  • 発表場所: 信州大学長野(工学)キャンパス
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-12
• [学会発表] Electrical Characterization of n+-InSb/p-Si Heterojunctions Grown by Surface Reconstruction Controlled Epitaxy (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Kimura, K. Hosotani, T. Ito, H. Shimoyama, T. Sakamoto, M. Mori, and K. Maezawa
  • 学会等名: 2014 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK 2014)
  • 発表場所: Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] Heteroepitaxial Growth of InSb thin films on a Ge(111) substrate (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Mitsueda, T. Sakamoto, H. Shimoyama, M. Mori, and K. Maezawa
  • 学会等名: 2014 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK 2014)
  • 発表場所: Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto
  • 年月日: 2014-06-19 – 2014-06-20
• [学会発表] InSb quantum well MOSFETs based on ultra thin InSb layers grown directly on Si (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Maezawa
  • 学会等名: The 37th Workshop on Copound Semiconductor Devices and Integrated Circuits
  • 発表場所: Warnemunde, Germany
  • 招待講演
• [学会発表] Low resistance ohmic contacts to n-InSb employing Sn-alloys (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hosotani, T. Ito, Y. Yasui, K. Nakayama, A. Kadoda, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: The 2013 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai (IMFEDK)
  • 発表場所: Kansai Univ. Centenary Memorial Hall, Osaka
• [学会発表] Growth of InSb thin films on a V-grooved Si(001) substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Shimoyama, Y. Yasui, T. Sakamoto, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2013)
  • 発表場所: Ishikawa Ongakudo, Kanazawa, Ishikawa
• [学会発表] Selective area growth of InSb on Si(111) substrate by using Sb induced surface reconstruction (2013)
  • 著者名/発表者名: X. Wang, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO 2013)
  • 発表場所: Ishikawa Ongakudo, Kanazawa, Ishikawa
• [学会発表] Heteroepitaxial growth of InSb thin films on a Silicon-on-Insulator substrate (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Sakamoto, H. Shimoyama, Y. Yasui, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2013)
  • 発表場所: Hilton Fukuoka Sea Hawk, Fukuoka
• [学会発表] Selective growth of InSb using Sb-induced surface reconstruction on Si(111) substrate by molecular beam epitaxy (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, X. Wang, K. Maezawa
  • 学会等名: 12th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-12)
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tukuba
• [学会発表] 溝(111)面を形成したSi(100)基板上へのInSb薄膜の成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 下山浩哉、森雅之、前澤宏一.
  • 学会等名: 2013年（平成25年）秋季第74回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学 京田辺キャンパス
• [学会発表] Si(111)上のSb再構成構造を利用したInSbの選択成長 (2013)
  • 著者名/発表者名: 王昕、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 電子情報通信学会、電子デバイス研究会(ED)
  • 発表場所: 富山大学工学部
• [備考] http://www3.u-toyama.ac.jp/nano/
• [備考] 極微電子工学講座のHP
  • URL: http://www3.u-toyama.ac.jp/nano/
• [備考] 極微電子工学講座のHP
  • URL: http://www3.u-toyama.ac.jp/nano/