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MOS界面の電荷補償による高移動度Ge MOSFETの実現

研究課題

研究課題/領域番号 25886010
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 薄膜・表面界面物性
研究機関九州大学

研究代表者

山本 圭介  九州大学, グリーンアジア国際リーダー教育センター, 助教 (20706387)

研究期間 (年度) 2013-08-30 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード電気・電子材料 / 半導体物性 / MOSFET / ゲルマニウム / ULSI / 電子・電気材料 / 低消費電力
研究成果の概要

大規模集積回路(ULSI)の性能向上(高速化・低消費電力化)は現代社会における急務である。本研究では、Siに代わるULSI材料としてGeに着目し、実用化と性能向上に必要な以下2件の課題に取り組んだ。
1) MOS界面の電荷相互補償 では、プロセス改善により+8×10E10~-5×10E12 cmE-2の広範な固定電荷制御に成功した。これにより電荷の相互補償およびMOSトランジスタの移動度向上が期待できる。2) 金属/Geコンタクトの障壁制御 では、金属/非晶質Ge界面層/Ge構造によって障壁高さを広範制御できることを見出し、このメカニズムについてモデル化を行った。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち招待講演 4件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Role of an interlayer at a TiN/Ge contact to alleviate the intrinsic Fermi-level pinning position toward the conduction band edge2014

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, M. Mitsuhara, K. Hiidome, R. Noguchi, M. Nishida, D. Wang, and H. Nakashima
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 104 号: 13 ページ: 288-291

    • DOI

      10.1063/1.4870510

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Investigation of Al-PMA Effect on Al2O3/GeOX/Ge Gate Stack2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagatomi, Y. Nagaoka, K. Yamamoto, D. Wang, H. Nakashima
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 64 号: 6 ページ: 261-266

    • DOI

      10.1149/06406.0261ecst

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-temperature fabrication of Y2O3/Ge gate stacks with ultrathin GeOx interlayer and low interface states density characterized by a reliable deep-level transient spectroscopy method2014

    • 著者名/発表者名
      D. Wang, Y. Nagatomi, S. Kojima, K. Yamamoto, H. Nakashima
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 557 ページ: 288-291

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2013.10.065

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Metal Source/Drain Ge-CMOS Using TiN/Ge and HfGe/Ge contacts2013

    • 著者名/発表者名
      H. Nakashima, K. Yamamoto, D. Wang
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 58 号: 9 ページ: 167-178

    • DOI

      10.1149/05809.0167ecst

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Metal-Nitride/Si Contactswith Low Electron Barrier Height2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, K. Asakawa, D. Wang, H. Nakashima
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 58 号: 9 ページ: 53-59

    • DOI

      10.1149/05809.0053ecst

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ALDとECRプラズマ酸化による酸化膜固定電荷密度の制御2015

    • 著者名/発表者名
      永冨 雄太, 長岡 裕一, 田中 慎太郎, 山本 圭介, 王 冬, 中島 寛
    • 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(神奈川県平塚市)
    • 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] n-ウェルの形成のためのGe基板上へのSb拡散2015

    • 著者名/発表者名
      米田 亮太, 山本 圭介, 中島 寛
    • 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(神奈川県平塚市)
    • 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] Electrical Properties of Metal/Ge contacts with Nitrogen-Contained Amorphous Interlayers2015

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, R. Noguchi, M. Mitsuhara, M. Nishida, T. Hara, D. Wang, H. Nakashima
    • 学会等名
      8th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effect of Al post metallization annealing on Al2O3/GeOx/Ge gate stacks2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagatomi, Y. Nagaoka, S. Tanaka, K. Yamamoto, D. Wang, H. Nakashima
    • 学会等名
      8th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-01-29 – 2015-01-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Contact properties of group IV metal-nitrides (TiN, ZrN, HfN) on Ge2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nakashima, K. Yamamoto, D. Wang, M. Mitsuhara, R. Noguchi, K. Hiidome, N. Nishida
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program Workshop "Atomically Controlled Processing for Ultralarge Scale Integration
    • 発表場所
      ベルギー・ルーヴェン
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigation of Al-PMA Effect on Al2O3/GeOX/Ge Gate Stack2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagatomi, Y. Nagaoka, K. Yamamoto, D. Wang, H. Nakashima
    • 学会等名
      226th ECS Meeting
    • 発表場所
      メキシコ・カンクン
    • 年月日
      2014-10-05 – 2014-10-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ZrN, HfN/Geコンタクトの電気特性と界面微細構造解析2014

    • 著者名/発表者名
      野口 竜太郎,光原 昌寿,山本 圭介,西田 稔,中島 寛,原 徹
    • 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(北海道札幌市)
    • 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] 非晶質Ge界面層とNによるGeコンタクトの外因性準位とSファクターの変調2014

    • 著者名/発表者名
      山本 圭介,王 冬,中島 寛
    • 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(北海道札幌市)
    • 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] ALDにより形成したAl2O3/Geゲートスタックに於けるKr/O2 ECRプラズマ酸化効果2014

    • 著者名/発表者名
      長岡 裕一,永冨 雄太,山本 圭介,王 冬,中島 寛
    • 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(北海道札幌市)
    • 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] Effect of Kr/O2 mixed ECR plasma oxidation on electrical properties of Al2O3/Ge gate stacks fabricated by ALD2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagatomi, Y. Nagaoka, K. Yamamoto, D. Wang, H. Nakashima
    • 学会等名
      2014 International Conference on Solid State Device and Materials (SSDM 2014)
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Al2O3/GeOx/GeゲートスタックにおけるAl-PMA効果の調査2014

    • 著者名/発表者名
      永冨 雄太, 長岡 裕一, 山本 圭介, 王 冬, 中島 寛
    • 学会等名
      電子情報通信学会 シリコン材料・デバイス研究会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-06-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fermi level pinning alleviation at the TiN, ZrN, and HfN/Ge interfaces2014

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, D. Wang, H. Nakashima
    • 学会等名
      7th International Silicon-Germanium Technology and Device Meeting (ISTDM 2014)
    • 発表場所
      シンガポール
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of MOS and Light Emitting Devices Using Contacts with Low Electron and Hole Barrier Heights2014

    • 著者名/発表者名
      H. Nakashima, K. Yamamoto, D. Wang
    • 学会等名
      7th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Metal-Nitride/Ge Contacts with Extremely Low Electron Barrier Height and Its Clarification of the Physical Origin2014

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, D. Wang, H. Nakashima
    • 学会等名
      7th International WorkShop on New Group IV Semiconductor Nanoelectronics
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Al2O3/Ge形成後のプラズマ酸化によるゲートスタックの低温形成2014

    • 著者名/発表者名
      永冨 雄太, 長岡 裕一, 山本 圭介, 王 冬, 中島 寛
    • 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(神奈川県相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 非対称-金属/Ge/金属素子の試作とその発光特性2014

    • 著者名/発表者名
      亀沢 翔, 花田 尊徳, 山本 圭介, 王 冬, 中島 寛
    • 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(神奈川県相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] TiN/Geコンタクトにおける低電子障壁発現機構の解明(II)2014

    • 著者名/発表者名
      山本 圭介, 光原 昌寿, 吹留 佳祐, 野口 竜太郎, 西田 稔, 王 冬, 中島 寛
    • 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(神奈川県相模原市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of Metal Source/Drain Ge-CMOS Using TiN/Ge and HfGe/Ge contacts2013

    • 著者名/発表者名
      H. Nakashima, K. Yamamoto, D. Wang
    • 学会等名
      224th ECS Meeting
    • 発表場所
      アメリカ・サンフランシスコ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of Metal-Nitride/Si Contactswith Low Electron Barrier Height2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yamamoto, K. Asakawa, D. Wang, H. Nakashima
    • 学会等名
      224th ECS Meeting
    • 発表場所
      アメリカ・サンフランシスコ
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 九州大学産学連携センター 中島研究室

    • URL

      http://astec.kyushu-u.ac.jp/nakasima/naka_home.htm

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 九州大学-研究者情報

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004917/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 九州大学産学連携センター 中島研究室

    • URL

      http://astec.kyushu-u.ac.jp/nakasima/naka_home.htm

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 九州大学-研究者情報

    • URL

      http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004917/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-09-12   更新日: 2019-07-29  

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