2013 Fiscal Year Annual Research Report
省電力/超高速ナノCMOSのための電子物性設計と高移動度チャネル技術の創成
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22000011
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
財満 鎭明 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70158947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹中 充 東京大学, 工学系研究科, 准教授 (20451792)
坂下 満男 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (30225792)
田中 信夫 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 教授 (40126876)
竹内 和歌奈 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90569386)
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| Project Period (FY) |
2010-04-21 – 2014-03-31
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| Keywords | CMOS / ゲルマニウム / スズ(錫) / 歪 / エピタキシャル成長 / エネルギーバンド / ゲートスタック |
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| Research Abstract |
本研究では、シリコン超々大規模集積化回路の持続的発展に向けたCMOSの電流駆動力向上に必須となる、高移動度チャネル技術創成のためのひずみゲルマニウム系新規材料開発およびその電子物性設計指針の構築を目指した。本年度に得られた代表的な成果を以下に記す。
(1) Ge基板上に形成したSn組成8%のGeSn薄膜に関して、直接遷移化を示唆するフォトルミネッセンス(PL)発光を77Kにおいて観測した。また、GeSn層の薄膜化による貫通転位の低減、および水素熱処理による結晶性向上によって、PL発光強度を増大できることを実証した。
(2) Sn組成4～9%のGeSn/Ge試料にGeO_2およびAl_2O_3薄膜を形成、MOS構造を作製し、界面構造、電気特性などを評価した。熱酸化に伴う表面付近のSn析出とSn酸化物形成を見出した。また、熱酸化によって、界面準位密度をGeO_2/GeMOS構造と同等以上に低減できることを実証した。
(3) Sn組成2～9%のGeSnエピタキシャル層をチャネルとするTa/Al_2O_3/GeSnゲートスタック構造を形成し、nチャネルMOSFETを作製した。300Kおよび100Kの測定でそれぞれ3桁および6桁の良好なON/OFF比が得られることを示した。一方、容量-電圧特性から見積もられる膜中アクセプタ欠陥密度が10^<17>～10^<18>㎝^<-3>と高く、結晶性向上が課題であることを明らかにした。
(4) GaAs基板上に成長したGe層をSi基板上にウェハーボンディングすることで、良好なGe-on-Insulator (GOI)の作製に成功した。作製したGOI層の移動度の膜厚依存性を評価した結果、薄層化後においても比較的高い移動度を実現した。
(5)昨年度までに開発したナノビーム電子回折法を実際に利用されているCPU中のMOSFET部から作製した断面試料に適用し、チャネル部の歪みマッピングを行った。また厚さ約10nmで積層したGaAs/GaAsP歪み超格子に本手法を適用し、積層に伴う歪み緩和の可視化を実証した。
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[Presentation] Formation of Tetragonal ZrO2 Thin Film by ALD Method2013
Author(s)
K. Kato, T. Saito, M. Sakashita, W. Takeuchi, N. Taoka, O. Nakatsuka, S. Zaima
Organizer
The 8th International Conference on Silicon Epitaxy and Heterostructures (ICSI-8) and the 6th International Symposium on Control of Semiconductor Interfaces (ISCSI-VI)
Place of Presentation
Fukuoka, Japan
Year and Date
20130602-06
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