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2014 年度 実績報告書

High-k/SiGe MOS界面を用いたSiGe光電子集積回路に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14J09221
研究機関東京大学

研究代表者

韓 在勲  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワードMOS interface / 高移動度チャネル材料 / SiGe / MOS光変調器
研究実績の概要

SiGe MOS型光変調器を実現するにあたって、そのMOS界面への理解は不可欠である。我々はSiGe MOS界面を改善するため、プラズマ後窒化法を提案し、関連の研究を随行した。今年は特にSiGeの面方位の違いに関して研究を行った。SiGeの正孔移動度は(110)面で(100)面より高くなることが報告されており[1]、FinFETなどで応用されているが、その界面に関してはまだ十分研究されていなかった。我々は、今までSiGeのMOS界面特性の改善を報告してきたプラズマ後窒化法を用いてSiGe面方位による特性の違いを研究して発表した(国内学会1件、国際学会1件)。(100)面で報告した通り、(110)面でもプラズマ後窒化による界面特性の改善が観測された。しかし、(100)面より(110)面の界面準位密度が高く観測され、その理由について考察する必要がある。一般的にSiでは、表面に余っているSiの結合手(ダングリングボンド)の数が(110)面の方が大きいという事実から説明されるが、SiGeに関してはまだその理由がはっきりしていないのが現状である。今後、この理由をはっきりしていくのも課題として残っている。今後は、これらの結果をさらに発展させ、またこの結果を用いてデバイスの実現に向けて研究を進める。
[1] P. Hashemi, et al., symp. VLSI Tech. Dig., p. 16, 2014.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

SiGe MOS界面への理解がより深まった。後、結果を出している途中ではあるが、MOS光変調器を作る上で一番難しいゲートの形成を、基板貼り合わせ方によって解決する目途を立てた。この内容に関してはまだ発表していないので、次年度の成果としてまとめて報告できると思う。

今後の研究の推進方策

SiGe MOS界面への理解が深まったので、この結果をMOSFETなどの電子素子を実現するためにはどうすればいいかを研究する。また、光変調器に関しては、基板貼り合わせによるMOSゲートの形成がうまくいきそうなので、この結果をより深く調べ、デバイスの応用まで持っていく。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (3件)

  • [学会発表] プラズマ後窒化(100)面及び(110)面SiGe MOS界面の比較2015

    • 著者名/発表者名
      韓在勲、竹中充、高木信一
    • 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、神奈川
    • 年月日
      2015-03-14
  • [学会発表] Comparison of Al2O3/Si1-xGex MOS interfaces grown on p-Si (100) and p-Si (110) with plasma post-nitridation2014

    • 著者名/発表者名
      Jaehoon Han, Mitsuru Takenaka, Shinichi Takagi
    • 学会等名
      SISC
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      2014-12-13
  • [学会発表] プラズマ後窒化HfO2/Al2O3/SiGe0.32 MOS界面の電極依存性2014

    • 著者名/発表者名
      韓在勲、竹中充、高木信一
    • 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
    • 年月日
      2014-09-19

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公開日: 2016-06-01  

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