Exploration of new-structure vertical gate-all-around transistor and its properties

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コロナ禍により、当初計画通り実験ができなかったので、下記について実施した。縦型GAA（VGAA） MOSFETは、beyond 横型GAAと最近に言われて、次世代のロジック回路の基本な素子になる。しかしながら、VGAA従来の作製方法は下から上の順番で、ソースとドレインは同時に作製できず、ソースとドレインは非対称になる。これは他の（プレナー、フィン、横型GAA）MOSFETの対称構造と異なり、実用化の支障になる。本研究では、世界初で、VGAA MOSFETのソース・ドレインが同時作製できるプロセスを開発した。それでソースとドレインは対称なVGAA（所謂UVGAA）ができるようになった。更に、このUVGAA MOSFETに基づいて、縦方向上にデバイス（CMOS、SRAMなど）を積層した高集積な新型（従来のウェーハを積層した三次元と異なる）三次元集積回路を開発した。関連論文は2021年7月1日にMaterials Science in Semiconductor Processing誌に発表した。この論文は2021年10月から現時点（2022年3月23日）までこの誌の暦年論文の中で過去3ヵ月間download回数は2位に維持している。また、2020年1月15日に特許を出願して、同4月30日優先権出願を行った。これらの出願はJSTのPCT特許出願支援を受けて、同11月22日PCT出願した。2022年2月1日に、国際調査報告のISA見解書では、このPCT特許のすべての請求項について、新規性・進歩性・産業上の利用可能性が有りと判断された。また、従来の半導体プロセスでは、Taper状なSiピラーしかできなかった。本研究は2020年に直径サブ10nm均一なシリンーダ状Siナノピラーの精密作製もできて、上記ソースとドレインが対称なUVGAA MOSFET実際作製に関する重要な課題を解決した。