| 研究概要 |
ポストスケーリングテクノロジーによる次世代Si系デバイスの高性能化には新材料と新構造の導入が必須であり,デバイス内部にはSiとそれ以外の材料との異種接合が多用されることになる.さらに,デバイスサイズはナノスケール化されるため,伝導キャリアに対するこれら種々の界面の影響が揺らぎを含めて極めて重要となる.
本研究では,評価技術開発を含めて,ナノスケール界面物性の評価,界面準位の数とエネルギー準位の揺らぎ評価,これら揺らぎによるデバイスの雑音への影響などを実験的に解明し,界面物性揺らぎと雑音に関する学術的寄与と共に,次世代高性能Si系デバイスの開発に資することを目的としている.
本研究計画の初年度となる今年度は,界面物性揺らぎの検出手法を検討することから開始した.SiGe/Siヘテロ構造MOSトランジスタを用いて,チャージポンピング特性に対するゲートパルス条件依存性を評価したところ,チャージポンピング電流の立ち上がり部分において過渡現象が観測された.この部分のチャージポンピング電流はSiGe/Siヘテロ界面準位の寄与が含まれていることはこれまでの検討からわかっている.この過渡現象の時定数を求めたところ1-2.5x10^<-6>secという値が得られた.このような過渡現象はキャリアの界面準位への捕獲過程が関与していると考えられる.今後この現象の解析をさらに進めることにより,界面準位の揺らぎ評価法の確立にっなげる予定である.
また,界面の安定性および安定性揺らぎを調べるため,ヘテロMOSトランジスタのセルフヒーティング効果によるヘテロ界面への影響について検討した.その結果,セルフヒーティング効果によってチャージポンピング特性やドレイン電流の低周波雑音特性に急激な変化が現れた.これらの結果は,ヘテロ界面の安定性・信頼性の課題を示していると共に,ヘテロ界面状態の揺らぎの存在を示唆する現象と考えられ,今後,さらに詳細検討を実施する.
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