| 研究課題/領域番号 |
11450125
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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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| 研究分野 |
電子・電気材料工学
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
横山 新 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 教授 (80144880)
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| 研究分担者 |
中島 安理 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 助教授 (70304459)
芝原 健太郎 広島大学, ナノデバイス・システム研究センター, 助教授 (50274139)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| キーワード | シリコン選択成長 / 原子層成長 / 自己停止機構 / ジシラン / 間欠照射 / シリコン細線 / トランジスタ / クーロンブロッケイド |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、原子レベルの膜厚制御性のある原子層成長と選択成長とを利用することによって、MOSトランジスタのゲート長を、従来のリソグラフィーの限界を超える超微細なサイズに制御する新しい方法を開発することである。
異種材料を積層した構造にドライエッチングを施して形成した端面において、特定の材料表面上にのみ、Siの原子層選択成長ができれば、その膜厚制御によってMOSトランジスタのゲート長を原子レベルで制御できる。本研究では、この方法について研究した。研究成果の概要を以下に記す。
1.本研究の基礎となるシリコン系薄膜(シリコン窒化膜)の原子層成長法および原子層選択成長法を開発した。
2.シリコン窒化膜上には成長するが、シリコン酸化膜上には成長しない、シリコンの原子層選択成長法を、ジシラン(Si_2H_6)の間欠照射法によって実現した。
3.その方法を用いて線幅21nm、厚さ28nmのシリコン細線を形成した。その結果、ドライエッチングによるものに比べ1/5以下の電気抵抗率を持つ細線を形成できた。
4.Si_2H_6とSiCl_4の交互照射によって、表面ラフネスの少ない、2分子層/サイクルの自己停止機構をもつシリコンの原子層成長を実現した。
5.Si細線評価のための準備的研究として、製作が容易な熱CVD多結晶シリコンを用いて電子ビームリソグラフィとドライエッチングによりシリコン細線(最小幅95nm、最小膜厚7nm)を形成し、その電気的特性を評価した。その結果、クーロンブロッケイド効果を低温(5^〜80K)で観測し、電気伝導機構を提案した。
6.原子層成長シリコン細線について、80Kにおいてクーロンブロッケイド効果と思われる低電圧領域での電流抑制を観測した。
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