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2011 年度 実績報告書

絶縁膜上における歪み単結晶Geの高品位形成と超高速トランジスタへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 23360138
研究機関九州大学

研究代表者

佐道 泰造  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 准教授 (20274491)

研究分担者 宮尾 正信  九州大学, 大学院・システム情報科学研究院, 特任教授 (60315132)
キーワード集積回路 / 結晶成長 / トランジスタ / 半導体 / 溶融成長
研究概要

本研究では、超高速トランジスタをLSIに混載する基盤技術の創成を目指し、絶縁膜上の指定された位置に単結晶Geを高品位形成して高キャリヤ移動度を発現することを目的とする。本年度は3年計画の第1年度として、SiGeミキシング誘起溶融成長法の高度化による高品質GOI形成手法の検討を行った。
SiGeミキシング誘起溶融成長プロセスで形成した絶縁膜上のGe結晶薄膜(Ge on Insulator)には、転位などのマクロな拡張欠陥は存在しないものの、空孔などが複合化した点欠陥が存在し、キャリヤ移動度を律速している。溶融成長においては、溶融Ge中に含まれる単一空孔が固化時の冷却過程において合体し、複合欠陥として安定化して残存すると考えられるので、冷却速度を速め、単一空孔が複合欠陥化する前にGe層の固化を完了する、すなわち、溶融Ge層の急速クエンチが点欠陥抑制のポイントと考えられる。そこで、試料構造及び熱処理条件を制御して冷却速度を変調し、冷却速度がGOIのキャリヤ移動度に与える効果を検討した。その結果、冷却速度の上昇に伴い、キャリヤ移動度が向上することを実証した。さらに、極めて速い冷却速度が期待される、パルスレーザ照射法を用いた急速加熱/冷却プロセスの検討を開始した。パルス照射条件と試料構造を適正化し、溶融成長を実現した。電子顕微鏡法による成長層の評価を行い、結晶性は極めて良好であることを明らかにした。

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

綿密な実験計画を立てて研究を推進しているので、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

現在までほぼ計画通りに進行しているので、特に研究計画の変更は考えていない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Nano-lithography free formation of high density Ge-on-insulator network for epitaxial template2012

    • 著者名/発表者名
      H.Yokoyama, rt al
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 100 ページ: 092111-1-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mesh-shape-and-size controlled rapid-melting growth for the formation of single-crystalline (100), (110), and (111) Ge networks on insulators2011

    • 著者名/発表者名
      I.Mizushima, et al
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 98 ページ: 182107-1-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chip-size formation of high-mobility Ge strips on SiN films by coolingrate controlled rapid-melting growth2011

    • 著者名/発表者名
      K.Toko, et al
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 99 ページ: 032103-1-3

    • 査読あり
  • [学会発表] Hybrid-Formation of (100), (110), and (111) Ge-on-Insulator Structures on (100) Si Platform2011

    • 著者名/発表者名
      M.Kurosawa, et al
    • 学会等名
      2011 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2011-09-28

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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