2001 年度実績報告書

SiGeとSOIを駆使した超低消費電力極微細Si系CMOSデバイス構成法の研究

研究課題

研究課題/領域番号	11450142
研究機関	島根大学
研究代表者	土屋敏章島根大学, 総合理工学部, 教授 (20304248)
研究分担者	松浦孝東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (60181690) 室田淳一東北大学, 電気通信研究所, 教授 (70182144)
キーワード	SiGe / SOI / CMOS / 低消費電力 / 低周波雑音 / ヘテロ界面準位 / チャージポンピング法
研究概要	本研究では,従来のSi CMOS技術の性能トレンドを格段に進展させるため,SiGeをソース・ドレイン層,ゲート電極,および,チャネル部に導入し,かつ,薄膜SOI (Silicon on Insulator)を用いてCMOS集積回路の超低消費電力・高速化を図ろうとするものである. 本年度は,(1)アナログ応用において重要となる低周波雑音に関して,SOI構造を用いたときに現れるローレンツ型過剰雑音に及ぼすホット・キャリア・ストレスの影響について検討し,さらに,(2)SiGe/Siヘテロ界面準位の評価方法を確立した. (1)ボディ浮遊SOI MOSFETにおけるローレンツ型過剰雑音がホット・キャリア・ストレスによって不安定になることを始めて見出した.完全空乏型SOI MOSFETでは,この過剰雑音はホット・キャリア・ストレスによって抑止される.このような効果は,部分空乏型SOI M0SFETでは顕著ではないが,ストレス後に,過剰雑音スペクトルの特性周波数のシフトが生じる.これらの現象は,ホット・キャリア・ストレスによって発生した界面準位による基板浮遊効果の抑制によって生じていることを明らかにした. (2)キャリア移動度の向上のため,チャネル部にSiGe/Siヘテロ構造を導入した場合,このヘテロ界面の品質が,デバイス特性に大きな影響を及ぼすことは明らかであり,SiGe/Siヘテロ界面の電気的品質評価は極めて重要である.しかし,このようなヘテロ界面の界面準位密度を測定する手法はこれまで報告例が見当たらない.低温におけるチャジポンピング法を用いることで,このヘテロ界面準位密度を直接測定できることを見出し,SiGe/Siヘテロ界面準位密度の評価法を確立した.

研究成果

(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] T.Tsuchiya: "Low Frequency Noise in Si_<1-x>Ge_x p-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistors"Jpn. J. Appl. Physics, Part 1. 40・9A. 5290-5293 (2001)
[文献書誌] T.Yamashiro: "Super Self-Aligned Technology of Ultra-Shallow Junction in MOSFETs Using Selective Si_<1-x>Ge_x CVD"Materials Science & Engineering B. 89・1-3. 120-124 (2001)
[文献書誌] T.Tsuchiya: "Low Frequency Noise in Si_<1-x>Ge_x-Channel pMOSFETs"Proceedings of the 1991^<TH> ECS Symp. on ULSI Process Integration II. 2001-2. 205-210 (2001)
[文献書誌] T.Tsuchiya: "Impact of Hot Carrier Stress on Low-Frequency Noise Characteristics in Floating-Body SOI MOSFETs"International Conf. on Solid State Devices and Materials, Extended Abstract. 272-273 (2001)
[文献書誌] T.Tsuchiya: "Exploration of SiGe/Si Heterostructure Interface in SiGe-Channel MOSFETs"The Sixth Int'l Conference on Solid-State and Integrated-Circuit Technology Proceedings. 1. 575-579 (2001)
[文献書誌] 土屋敏章: "Si_<1-x>Ge_XチャネルpMOSFETにおける低周波雑音とSi_<1-X>Ge_X/Siヘテロ構造品質との対応"電子情報通信学会シリコンデバイス材料研究会資料. SDM2001・41. 69-73 (2001)

2001 年度 実績報告書

SiGeとSOIを駆使した超低消費電力極微細Si系CMOSデバイス構成法の研究

研究代表者

土屋 敏章 島根大学, 総合理工学部, 教授 (20304248)

研究成果

[文献書誌] T.Tsuchiya: "Low Frequency Noise in Si_<1-x>Ge_x p-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistors"Jpn. J. Appl. Physics, Part 1. 40・9A. 5290-5293 (2001)

[文献書誌] T.Yamashiro: "Super Self-Aligned Technology of Ultra-Shallow Junction in MOSFETs Using Selective Si_<1-x>Ge_x CVD"Materials Science & Engineering B. 89・1-3. 120-124 (2001)

[文献書誌] T.Tsuchiya: "Low Frequency Noise in Si_<1-x>Ge_x-Channel pMOSFETs"Proceedings of the 1991^<TH> ECS Symp. on ULSI Process Integration II. 2001-2. 205-210 (2001)

[文献書誌] T.Tsuchiya: "Impact of Hot Carrier Stress on Low-Frequency Noise Characteristics in Floating-Body SOI MOSFETs"International Conf. on Solid State Devices and Materials, Extended Abstract. 272-273 (2001)

[文献書誌] T.Tsuchiya: "Exploration of SiGe/Si Heterostructure Interface in SiGe-Channel MOSFETs"The Sixth Int'l Conference on Solid-State and Integrated-Circuit Technology Proceedings. 1. 575-579 (2001)

[文献書誌] 土屋 敏章: "Si_<1-x>Ge_XチャネルpMOSFETにおける低周波雑音とSi_<1-X>Ge_X/Siヘテロ構造品質との対応"電子情報通信学会シリコンデバイス材料研究会資料. SDM2001・41. 69-73 (2001)

2001 年度実績報告書

土屋敏章島根大学, 総合理工学部, 教授 (20304248)

[文献書誌] 土屋敏章: "Si_<1-x>Ge_XチャネルpMOSFETにおける低周波雑音とSi_<1-X>Ge_X/Siヘテロ構造品質との対応"電子情報通信学会シリコンデバイス材料研究会資料. SDM2001・41. 69-73 (2001)