Ｓｉ基板上III－V族半導体／Ｈｉｇｈ－ｋゲートを用いた新構造トランジスタの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560422
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子デバイス・電子機器
• 研究機関: 大阪工業大学
• 研究代表者: 前元 利彦 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (80280072)
• 研究分担者: 佐々 誠彦 大阪工業大学, 工学部, 教授 (50278561) ; 井上 正崇 大阪工業大学, 工学部, 教授 (20029325)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 化合物半導体 / MOSFET / 半導体ヘテロ構造 / トランジスタ / インジウムヒ素 / 高誘電率ゲート

研究概要

本研究ではチャネル材料にInAsを用いたIII-V族MOSFETを作製しその諸特性を評価した．MOSFETの特性を向上させるために，オーミックコンタクトや高誘電率材料High-k/GaSb界面に着目して研究を行った．オーミックコンタクトでは，形成する電極の材料，膜厚の検討を行い，更に熱処理の温度条件を求めることで，低抵抗なコンタクト抵抗を実現した．High-k/GaSb界面については，溶液処理を用いることでGaSb表面の自然酸化膜を除去し界面準位密度を低減した．また，バンドギャップの大きな酸化ガリウムを挿入することでMOS界面の欠陥の発生を抑制し，MOSFETの特性が改善されることを見出した．

研究成果

• [雑誌論文] 高性能酸化亜鉛系FETと酸化物デバイス応用の広がり (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々誠彦, 矢野満明, 前元利彦, 小池一歩, 尾形健一
  • 雑誌名: 電子情報通信学会誌 巻: 95巻4号 ページ: 289-293
  • 査読あり
• [雑誌論文] 室温プロセスによるフレキシブル基板上酸化亜鉛薄膜トランジスタの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村祐太, 日垣友宏, 前元利彦, 佐々誠彦
  • 雑誌名: 材料 巻: 61巻9号 ページ: 760-765
  • 査読あり
• [雑誌論文] A reflection layer for enhanced THz radiation from InAs thin films (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nishisaka, T. Maemoto, S. Sasa, K. Takayama, M. Tonouchi
  • 雑誌名: Proceedings of the 2012 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai 巻: 1巻 ページ: 116-117
• [雑誌論文] Rectification effects in ZnO-based transparent self-switching nano -diodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, T. Kiso, T. Higaki, Y. Sun, T. Maemoto, S. Sasa, M. Inoue
  • 雑誌名: Proceedings of the 2012 International Meeting for Future of Electron Devices Kansai 巻: 1巻 ページ: 114-115
• [雑誌論文] Fabrication and Characterization of Antimonide-Based Composite-Channel InAs/AlGaSb HFETs using High-k Gate Insulator (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kiso, H.Yoshikawa, Y. Ishibashi, K. Nishisaka, K. Ogata, T. Maemoto, S. Sasa, M. Inoue
  • 雑誌名: Proceedings of the 2011 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai 巻: 1巻 ページ: 88-89
• [学会発表] 高誘電率ゲート材料を用いたInAs/AlGaSbヘテロ構造トランジスタの作製と半導体/ゲート界面の改善 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森口航平, 前元利彦, 尾形健一, 佐々誠彦
  • 学会等名: 平成25年電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 大阪府寝屋川市
  • 年月日: 2013-11-16
• [学会発表] Pulsed laser deposition of low resistivity transparent conducting Al-doped ZnO films at room temperature and its transparent thin-film transistor applications (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Sun, Y. Kimura, T. Maemoto, S. Sasa
  • 学会等名: 12^<th> International Conference on Laser Ablation
  • 発表場所: Ischia, Italy
  • 年月日: 2013-10-08
• [学会発表] Crystal growth of InAs/AlGaSb heterostructures by molecular beam epitaxy and fabrication of InAs HFETs using Ni/Au alloy ohmic metal (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Moriguchi, T.Maemoto, K. Ogata, S.Sasa
  • 学会等名: 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Rectification effects in ZnO-based self-switching nanodiodes toward transparent flexible electronics (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Maemoto, Y. Kimura, Y.Sun, S., S. Sasa
  • 学会等名: 18^<th> International Conference on Electron Dynamics in Semiconductors, Optoelectronics and Nanostructures
  • 発表場所: Matsue, Shimane, Japan
  • 年月日: 2013-07-22
• [学会発表] InAs/AlGaSbヘテロ構造の分子線エピタキシャル成長と高誘電率ゲート材料を用いたHFETの製作 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森口航平, 西坂和一, 前元利彦, 尾形健一, 佐々誠彦
  • 学会等名: 2013年春期第60回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 神奈川県厚木市
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 分子線エピタキシー法によるInAs/AlGaSbヘテロ構造の結晶成長と高誘電率ゲート材料を用いた電界効果トランジスタの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森口航平, 西坂和一, 前元利彦, 佐々誠彦, 井上正崇
  • 学会等名: 平成24年電気関係学会関西連合大会
  • 発表場所: 大阪府吹田市
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Rectification Effects of ZnO-based Transparent Nano-diodes on Glass and Flexible Plastic Substrates (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, Y. Sun, T. Maemoto, S. Sasa, S. Kasai, M. Inoue
  • 学会等名: 25^<th> International Microprocess and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Kobe, Hyogo, Japan
  • 年月日: 2012-10-31
• [学会発表] A reflection layer for enhanced THz radiation from InAs thin films (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nishisaka, T. Maemoto, S. Sasa, K. Takayama, M. Tonouchi
  • 学会等名: 2012 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
  • 発表場所: Suita, Osaka, Japan
  • 年月日: 2012-05-10
• [学会発表] Rectification effects in ZnO-based transparent self-switching nano-diodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Kimura, T. Kiso, T. Higaki, Y. Sun, T. Maemoto, S. Sasa, M. Inoue
  • 学会等名: 2012 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
  • 発表場所: Suita, Osaka, Japan
  • 年月日: 2012-05-10
• [学会発表] Electron transport properties in self switching nano-diodes (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Kiso, K. Nishisaka, T. Maemoto, S. Sasa, S. Kasai, M. Inoue
  • 学会等名: APS March meeting 2012
  • 発表場所: Boston, Massachusetts, USA
  • 年月日: 2012-02-29
• [学会発表] Fabrication and transport properties in InAs-based self switching nano-diodes (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kiso, K. Nishisaka, T. Maemoto, S. Sasa, S. Kasai, M. Inoue
  • 学会等名: 24^<th> Int. Microprocesses and Nanotechnology Conference
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] Fabrication and Characterization of Antimonide-Based Composite-Channel InAs/AlGaSb HFETs using High-k Gate Insulator (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Kiso, H.Yoshikawa, Y. Ishibashi, K. Nishisaka, K. Ogata, T. Maemoto, S. Sasa, M. Inoue
  • 学会等名: 2011 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
  • 発表場所: Suita, Osaka, Japan
  • 年月日: 2011-05-19