ナノ機能化ゲルマニウム系チャネル

2008 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 18063005
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 理工系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高木 信一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30372402)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2009
• キーワード: ゲルマニウム / MOSFET / GOI / 移動度 / 面方位 / スピン / 強磁性

研究概要

微細化にともなうシリコンMOSトランジスタの性能の物理限界を打破できる素子として、GeチャネルMOSFETに注目し、MOS2次元キャリア系の物性とキャリア輸送特性を検証することを通じて、Ge反転層に係る新物性と量子効果を最大限に利用し、極薄Ge-On-Insulator(GOI)構造やひずみの有効利用、面方位・チャネル方位の選択・メタルソースドレインの利用などを通じて、最適Ge CMOS構造の素子設計と実証を目指す。また、上記Ge CMOS構造におけるソースドレインまたはチャネルに強磁性によるスピン制御の機能を導入し, スピン依存伝導による新規な機能を付加した新しい高機能CMOS素子を実現する。

研究成果

• [雑誌論文] 界面制御層を用いた高性能Ge MOSトランジスタ (2009)
  • 著者名/発表者名: 高木信一, 山本豊二, 田岡紀之, 池田圭司
  • 雑誌名: 応用物理 vol. 78, no. 1 ページ: 37-42
• [雑誌論文] ポストスケーリング時代のCMOSデバイス技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高木信一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会誌 vol. 92, No. 1 ページ: 43-48
• [雑誌論文] スピン機能MOSFETによる新しいエレクトロニクスの展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 菅原聡
  • 雑誌名: 応用物理 vol. 78, no. 3 ページ: 236-241
• [雑誌論文] Carrier-transport-enhanced channel CMOS for improved power consumption and performance (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Takagi, T. Irisawa, T. Tezuka, T. Numata, S. Nakaharai, N. Hirashita, Y. Moriyama, K. Usuda, E. Toyoda, S. Dissanayake, M. Shichijo, R. Nakane, S. Sugahara, M. Takenaka and N. Sugiyama
  • 雑誌名: IEEE Trans. Electron Devices(Invited Paper) Vol. 55, No. 1 ページ: 21-39
• [雑誌論文] Evidence of low interface trap density in GeO2/Ge Metal-Oxide-Semiconductor structures fabricated by thermal oxidation (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Matsubara, T. Sasada, M. Takenaka and S. Takagi
  • 雑誌名: Appl. Phys. Lett. Vol. 93, Issue. 3 ページ: 032104
• [雑誌論文] Formation of Si- and Ge-based Full-Heusler Alloy Thin Films Using SOI and GOI Substrates for the Half-Metallic Source and Drain of Spin Transistors (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Takamura, A. Nishijima, Y. Nagahama, R. Nakane and S. Sugahara
  • 雑誌名: ECS Transactions Vol. 16 ページ: 945-952
• [雑誌論文] (110) Ultra-thin GOI Layers Fabricated by Ge Condensation Method (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Dissanayake, Y. Shuto, S. Sugahara, M. Takenaka and S. Takagi
  • 雑誌名: Thin Solid Films Vol. 517, Issue 1 ページ: 178-180
• [雑誌論文] Ultrathin Ge-On-Insulator Metal Source/Drain p-Channel MOSFETs Fabricated By Low Temperature Molecular Beam Epitaxy (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Uehara, H. Matsubara, S. Sugahara and S. Takagi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. vol. 46, no. 4B ページ: 2117- 2121
• [雑誌論文] Mobility- Enhanced Device Technologies Using SiGe/Ge MOS Channels (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Takagi, T. Irisawa, T. Tezuka, S. Nakaharai, T. Numata, N. Hirashita, Y. Moriyama, K. Usuda, S. Dissanayake, M. Tekenaka, S. Sugahara and N. Sugiyama
  • 雑誌名: ECS Trans. Vol. 11, No. 6 ページ: 61-74
• [雑誌論文] Gate Dielectric Formation and MIS Interface Characterization on Ge (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Takagi, T. Maeda, N. Taoka, M. Nishizawa, Y. Morita, K. Ikeda, Y. Yamashita, M. Nishikawa, H. Kumagai, R. Nakane, S. Sugahara and N. Sugiyama
  • 雑誌名: Microelectronic Engineering vol. 84, Issue 9-10 ページ: 2314-2319
• [雑誌論文] Hole Mobility Enhancement of p-MOSFETs Using Global and Local Ge Channel Technologies (2006)
  • 著者名/発表者名: S. Takagi, T. Tezuka, T. Irisawa, S. Nakaharai, T. Maeda, T. Numata, K. Ikeda and N. Sugiyama
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering: B Vol. 135, Issue. 3 ページ: 250- 255
• [学会発表] Interface-controlled Self-Align Source/Drain Ge pMOSFETs Using Thermally-Oxidized GeO2 Interfacial Layers (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakakita, R. Nakane, T. Sasada, H. Matsubara, M. Takenaka and S. Takagi
  • 学会等名: International Electron Device Meeting, pp. 877-880
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20081215-17
• [学会発表] Effect of Annealing on (100) and (110) Oriented pseudo-GOI pMOSFETs Fabricated by Ge Condensation Method (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Dissanayake, S. Tanabe, S. Sugahara, M. Takenaka and S. Takagi
  • 学会等名: 5th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces (ISCSI-V), pp. 233-234
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20071100
• [学会発表] Mobility-Enhanced MOS Device Technologies in Nano-CMOS era (plenary talk) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Takagi
  • 学会等名: Device Research Conference (DRC), pp. 5-8
  • 発表場所: South Bend, USA
  • 年月日: 20070600
• [学会発表] Gate Dielectric Formation and MIS Interface Characterization on Ge (invited) (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Takagi, T. Maeda, N. Taoka, M. Nishizawa, Y. Morita, K. Ikeda, Y. Yamashita, M. Nishikawa, H. Kumagai, R. Nakane, S. Sugahara and N. Sugiyama
  • 学会等名: 15th Insulatring Films on Semiconductors (INFOS2007), pp. 2314-2319
  • 発表場所: Athens, Greece
  • 年月日: 20070600
• [学会発表] (110) Ultra-thin GOI p-MOSFETs Fabricated by Ge Condensation Method (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Dissanayake, H. Kumagai, T. Uehara, Y. Shuto, S. Sugahara and S. Takagi
  • 学会等名: 5th International Conference on SiGe(C) Epitaxy and Heterostructures, pp. 57-58
  • 発表場所: Marseille, France
  • 年月日: 20070500
• [図書] Electronic Device Architectures for the Nano-CMOS Era - From Ultimate CMOS Scaling to Beyond CMOS Devices, Chapter 5 (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Takagi, T. Tezuka, T. Irisawa, S. Nakaharai, T. Numata, K. Usuda, N. Sugiyama, M. Shichijo, R. Nakane and S. Sugahara
  • 出版者: Pan Stanford Publishing
• [備考] Sanjeewa Dissanayake, 第22回(2007年春季) 応用物理学会講演奨励賞 受賞(Sanjeewa Dissanayake, 熊谷寛, 周藤悠介, 菅原聡, 高木信一, "酸化濃縮法により作製された超薄膜(110)面GOIp-MOSFET")
• [備考] 高木信一、応用物理学会フェロー表彰 受賞.「MOSランジスターの輸送現象の解明と高移動度化の研究」(2008年9月).
• [備考] Yosuke Nakakita、IEEE EDS Japan Chapter Student Award, "Interface-Controlled Self-Align Source/Drain Ge PMOSFETs Using Thermally-Oxidized GeO2 Interfacial Layers(IEDM2008)", (2009年1月)