急速溶融結晶化によるSn濃縮添加法を用いた直接遷移型IV族混晶創製と電子物性評価

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15035
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分21050:電気電子材料工学関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 岡 博史 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (10828007)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ゲルマニウムスズ / 固相成長 / フラッシュランプアニール / MOSFET

研究成果の概要

本研究ではミリ秒の急速高温加熱が可能なフラッシュランプアニール（FLA）を用いた高Sn組成GeSn薄膜の形成とGeSn n-MOSFETの高性能化を実証した。FLAを用いたアモルファスGeSnの固相成長では結晶成長過程でのSn拡散をほとんど完全に抑制可能であり、固溶限を遥かに上回る10%以上のSn導入を達成した。さらにソース/ドレイン不純物活性化にFLAを用いることで高品質なpn接合形成に成功した。これにより高Sn組成GeSn n-MOSFETのオン電流向上とスイッチング特性の改善が見られ、高移動度GeSn-CMOSに向けたFLAプロセスの有用性を明らかにした。

自由記述の分野

薄膜工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

GeSn MOSFETのチャネルSn高濃度化を目指す上で、Snの低い固溶限（1%）が大きな技術的課題であった。本研究ではミリ秒の急速加熱が可能なFLAプロセスを用いることで、Snの固溶限界を超えたGeSnチャネルの実現が可能であることを実証した。高移動度CMOSチャネルに向けた薄膜成長手法の新しいアプローチである。