表面再構成制御成長法を用いたSi上InSb系超高速・超低消費電力デバイスの作製

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560323
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 森 雅之 富山大学, 大学院・理工学研究部, 准教授 (90303213)
• 連携研究者: 前澤 宏一 富山大学, 大学院・理工学研究部, 教授 (90301217)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: InSb / 表面再構成制御成長法 / ALD / quasi-pseudomorphic QW-MOSFETs

研究概要

超高速・超低消費電力デバイスへの応用が期待されているInSbを用いたFETを実現するため、Si基板上に非常に薄いInSbを表面再構成制御成長法を用いて成長し、その上にAl2O3絶縁膜を10～30nm堆積された、新しい擬似整合量子井戸型の電界効果トランジスタを作製し、評価した。その結果、InSb層の膜厚が15nm、ゲート長5μm、ゲート幅40μmのデバイスにおいて、相互コンダクタンスが63mS/mmという比較的良好な特性が得られた。

研究成果

• [雑誌論文] Effective mobility enhancement in Al2O3/InSb/Si quantum well MOSFETs for thin InSb channel layer (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, A. Kadoda, K. Nakayama, Y. Yasui, M. Mori, K. Maezawa, E. Miyazaki, T. Mizutani
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Al2O3/InSb/Si MOS diode having various InSb thicknesses grown on Si(111) substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kadoda, T. Iwasugi, K. Nakatani, K. Nakayama, M. Mori, K. Maezawa, E. Miyazaki, T. Mizutani
  • 雑誌名: Semiconducter Science and Technology 巻: 27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of initial In coverage for preparation of InSb bilayer on electrical properties of InSb films grown by surface reconstruction controlled epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, Y. Yasui, K. Nakayama, K. Nakatani, K. Maezawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 51
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of deposition conditions of InSb first layer on electrical properties of n-type InSb films grown with two step growth method via InSb bilayer (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Khamseh, Y. Yasui, K. Nakayama, K. Nakatani, M. Mori, K. Maezawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50
  • 査読あり
• [雑誌論文] Step hall measurement of InSb films grown on Si(111) substrate using InSb bi-layer (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nakayama, K. Nakatani, S. Khamseh, M. Mori, K. Maezawa
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys 巻: 50
  • 査読あり
• [雑誌論文] InSb films grown on the V-grooved Si(001) substrate with InSb bi-layer (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, S. Khamseh, T. Iwasugi, K. Nakatani, K. Murata, M. Saito, K. Maezawa
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 3 ページ: 1335-1339
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heteroepitaxial growth of InSb films on the patterned Si(001) substrate
  • 著者名/発表者名: T. Iwasugi, M. Mori, H. Igarashi, K. Murata, M. Saito, K. Maezawa
  • 雑誌名: Physics Procedia 巻: 3 ページ: 1329-1333
• [学会発表] Si基板上に直接成長した極薄InSb膜をチャネルとしたAl2O3/InSb MOSFET (2013)
  • 著者名/発表者名: 前澤宏一、伊藤泰平、角田梓、中山幸二、安井雄一郎、森雅之、宮崎英志、水谷孝
  • 学会等名: 電子情報通信学会、電子デバイス研究会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 20130227-28
• [学会発表] Heteroepitaxial growth of InSb on Si by using surface reconstruction controlled epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Mori
  • 学会等名: Collaborative Conference on Crystal Growth (3CG 2012)
  • 発表場所: Orland, USA
  • 年月日: 20121011-14
• [学会発表] High electron mobility InSb film on Si grown by surface reconstruction controlled epitaxy and its application for MOSFETs (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, Y. Yasui, K. Nakayama, A. Kadoda, T. Ito, K. Maezawa, C. Tatsuyama
  • 学会等名: the 10thJapan-Russia Seminar on Semiconductor Surfaces (JRSSS-10)
  • 発表場所: Univ. of Tokyo, Japan
  • 年月日: 20120926-28
• [学会発表] Heteroepitaxial growth of AlInSb on a Si(111) substrate using surface reconstruction controlled epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, Y. Yasui, N. Nakayama, M. Miura, K. Maezawa
  • 学会等名: the 17thInternational Conference on Molecular Beam Epitaxy (MBE2012)
  • 発表場所: Nara Prefectural New Public Hall, Japan
  • 年月日: 20120924-28
• [学会発表] Effective mobility enhancement in Al2O3/InSb/Si quantum well MOSFETs for thin InSb channel layer (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Ito, A. Kadoda, K. Nakayama, Y. Yasui, M. Mori, K. Maezawa, E. Miyazaki, T. Mizutani
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2012)
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 20120924-26
• [学会発表] Al2O3/InSb/Si quantum well MOSFETs having ultra-thin InSb layer (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Maezawa, T. Ito, A. Kadoda, N. Nakayama, Y. Yasui, M. Mori, E. Miyazaki, T. Mizutani
  • 学会等名: Device Research Conference (DRC)
  • 発表場所: Penn State Univ. (USA)
  • 年月日: 20120618-20
• [学会発表] Al2O3/InSb/Si MOS diodes with an ultrathin InSb layer grown directly on Si(111) substrates using surface reconstruction controlled epitaxy (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Maezawa, A. Kadoda, T. Ito, Y. Yasui, M. Mori, E. Miyazaki, T. Mizutani
  • 学会等名: 11thExpart Evaluation & Control of Compound Seiconductors Materials & Technologies (EXMATEC)
  • 発表場所: Island of Porquerolles (France)
  • 年月日: 2012-05-30
• [学会発表] n-InSbに対するSn系オーミック電極の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 細谷耕右、伊藤泰平、安井雄一郎、中山幸二、角田梓、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 平成24年応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • 発表場所: 富山県民会館
  • 年月日: 20111116-17
• [学会発表] 化合物半導体上におけるInSbナノワイヤーの成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大川一成、河合太宮人、中谷祐介、橋本将視、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 2011年電気学会電子・情報システム部門大会
  • 発表場所: 富山大
  • 年月日: 20110907-09
• [学会発表] InSb単分子層を介したSi基板上への高移動度InSb薄膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山浩二、安井雄一郎、中谷公彦、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 2011年電気学会電子・情報システム部門大会
  • 発表場所: 富山大
  • 年月日: 20110907-09
• [学会発表] Si上高移動度InSb薄膜のためのInSb単分子層形成条件の最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 安井雄一郎、中山幸二、中谷公彦、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 2011年秋季第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学
  • 年月日: 20110829-0902
• [学会発表] 表面再構成制御成長法を用いたSi(111)基板上のInSb MOSダイオードの作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 角田梓、岩杉達矢、中谷公彦、中山幸二、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 長岡技術科学大学
  • 年月日: 20110729-30
• [学会発表] Characterization of InSb MOS diodes on Si substrate prepared by surface reconstruction controlled epitaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Maezawa, A. Kadoda, T. Iwasugi, K. Nakatani, K. Nakayama, K. Imaizumi, M. Mori, E. Miyazaki, T. Mizutani
  • 学会等名: 35thWorkshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits (WOCSDICE 2011)
  • 発表場所: Catania, Italy
  • 年月日: 20110529-0601
• [学会発表] 表面再構成制御成長法を用いた高移動度InSb薄膜の成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森雅之、中山幸二、中谷公彦、安井雄一郎、前澤宏一
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20110519-20
• [学会発表] 表面再構成制御成長法を用いた高移動度InSb薄膜の成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山幸二、中谷公彦、安井雄一郎、サラ カマセ、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 2011年春季第58回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 20110324-27
• [学会発表] An Al2O3/InSb/Si MOS diode having an ultra-thin InSb layer (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kadoda, T. Iwasugi, K. Nakatani ,K. Nakayama, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Effect of initial In coverage for preparation of InSb bilayer on electrical properties of InSb films grown by surface reconstruction controlled epitaxy (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, Y. Yasui , K. Nakayama, K. Nakatani, K. Maezawa
  • 学会等名: 2011 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2011)
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] 表面再構成制御成長法を用いたSi上への高移動度InSb薄膜の成長とその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森雅之、中谷公彦、中山幸二、安井雄一郎、角田梓、岩杉達矢、前澤宏一、宮崎英志、水谷孝
  • 学会等名: 電気学会「シリコンナノデバイス集積化技術」調査専門委員会、「クラウド時代のユビキタス電子デバイス」調査専門委員会合同委員会
  • 発表場所: 法政大大学
  • 年月日: 2011-11-22
• [学会発表] GaAs基板上におけるInSbナノワイヤーの作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大川一成、河合太宮人、中谷祐介、真屋和幸、橋本将視、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 平 成22年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20101119-20
• [学会発表] InSb単分子層を用いた高移動度InSb薄膜のヘテロエピタキシャル成長 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中山幸二、中谷公彦、安井雄一郎、サラ カマセ、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 平成22年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20101119-20
• [学会発表] 表面再構成制御成長法で成長したSi(111)基板上のInSbMOSダイオードの作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 角田梓、岩杉達矢、中谷公彦、中山幸二、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 平成22年度応用物理学会北陸・信越支部学術講演会
  • 発表場所: 金沢大学
  • 年月日: 20101119-20
• [学会発表] High electron mobility InSb films grown on Si(111) substrate via √7x√3-In and 2x2-In surface reconstruction (2010)
  • 著者名/発表者名: S. Khamseh, K. Nakatani, K. Nakayama, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20100922-24
• [学会発表] InSb MOS diode on a Si(111) substrate grown by surface reconstruction controlled epitaxy (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kadoda, T. Iwasugi, K. Nakatani, K. Nakayama, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: 2010 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM 2010)
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 20100922-24
• [学会発表] High electron mobility InSb films grown on Si(111) with InSb bi-layer (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nakatani, K. Nakayama, S. Khamseh, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: The 3rdInternational Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO2010)
  • 発表場所: Toyama, Japan
  • 年月日: 20100622-25
• [学会発表] Step hall measurement of InSb films grown on Si(111) with InSb bi-layer (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nakayama, Kn Nakatani, S. Tsuji, M. Mori, K. Maezawa
  • 学会等名: The 3rdInternational Symposium on Organic and Inorganic Electronic Materials and Related Nanotechnologies (EM-NANO2010)
  • 発表場所: Toyama, Japan
  • 年月日: 20100622-25
• [学会発表] InSb nanowires grown on a GaAs substrate using Au catalyst (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Kawai, M. Mori, I. Ookawa, Y. Nakaya, K. Maezawa
  • 学会等名: the 37thInternational Symposium on Compound Semiconductors (ISCS 2010)
  • 発表場所: Takamatsu, Japan
  • 年月日: 20100531-0601
• [学会発表] InSb単分子層を介したV溝加工したSi(001)基板上へのInSb薄膜の成長
  • 著者名/発表者名: 岩杉達矢、カマセ・サラ、角田梓、中谷公彦、森雅之、前澤宏一
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 北陸先端科学技術大学院大学
• [備考]
  • URL: http://www3.u-toyama.ac.jp/nano/
• [備考]
  • URL: http://www3.u-toyama.ac.jp/morimasa/