化合物半導体横方向ヘテロ接合の創成とその電子デバイスへの応用

化合物半导体横向异质结的制备及其在电子器件中的应用

• 批准号: 21H01384
• 负责人: 宮本 恭幸
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01384/
• 关键词: 化合物半導体; トンネルFET; バイポーラトランジスタ; 横方向成長; ナノシート; ヘテロ構造; トンネルFE; ラテラルHBT; 低消費電力; 横方向結晶成長

1．ナノシートトンネルFETの基礎としてナノシートFETの作製をおこなった。過去の報告で電流特性が得られたものは、ナノシートの裏面には電極が形成されていなかったが、メタルALDによりチャネル全体をすべて囲んだ形状のメタルゲートでの形成を行えるようになり、その構造でのトランジスタ動作も確認したが、電流がとれておらず、移動度が低下していることが明らかになった。ALDによるTiNと通常のAu/Ni電極の間にスパッタによりタングステンを入れることで改善することを平面MOSFETで明らかにした。現在、ナノシートFETでの確認を行っているところである。2．GaAsSbの再成長層をソースにし、チャネル層とその横方向で接触したトンネルFETを作製した。再成長において形成されるマスク上の多結晶はされたが、マスク高さを成膜厚さより厚くし、再成長後のマスク除去により削除でき、トランジスタ動作が確認された。トランジスタ特性においてはｐ形GaAsSbソース層によるアンバイポーラ的な動作特性を確認した。3.CBipolar回路の基礎となるラテラルHBTについて、特に特性を決めると考えられるpnpラテラルHBTについて、デバイスシミュレーションおよびそれに基づいた回路シミュレーションを行った。デバイスシミュレーションとしては、電流利得190と最大電流密度として11mA/um2を400mVという低い電源電圧で確認し、またpnpトランジスタを正負を入替えた特性のnpnトランジスタを用いてCBipolar回路シミュレーションを行い300mVという低い電源電圧でも4psという高速動作が得られることを示した。

1. Youdaoplaceholder0 トト トト ネ ネ <s:1> FET <s:1> foundation と てナノシ てナノシ トト FET <s:1> fabrication をお ト なった なった なった. Past の report で が current characteristics have ら れ た も の は, ナ ノ シ ー ト の inside に は electrode が form さ れ て い な か っ た が, メ タ ル ALD に よ り チ ャ ネ ル all を す べ て 囲 ん だ shape の メ タ ル ゲ ー ト で の line form を え る よ う に な り, そ の tectonic で の ト ラ ン ジ ス タ action も confirm し た が, current が と れ て お ら ず, The degree of mobility is が low, て る る, とが, ら, になった, になった. ALD に よ る TiN と usually の Au/Ni between electrode の に ス パ ッ タ に よ り タ ン グ ス テ ン を into れ る こ と で improve す る こ と を planar MOSFET で Ming ら か に し た. Now, ナノシ ナノシ トFETで <s:1> confirm the を line って ると ると ると ろである ろである. 2. GaAsSb の growth layer again を ソ ー ス に し, チ ャ ネ ル layer と そ の transverse direction で contact し た ト ン ネ ル FET を cropping し た. Grow again に お い て form さ れ る マ ス ク の more crystalline は さ れ た が, マ ス ク high さ を film thickness さ よ り thick く し, grow up again after の マ ス ク remove に よ り pruned で き, ト ラ ン ジ ス タ action が confirm さ れ た. ト ラ ン ジ ス タ features に お い て は p form GaAsSb ソ ー ス layer に よ る ア ン バ イ ポ ー ラ な action features を confirm し た. 3. の CBipolar circuit based と な る ラ テ ラ ル our HBT に つ い て, に features を definitely め る と exam え ら れ る PNP ラ テ ラ ル our HBT に つ い て, デ バ イ ス シ ミ ュ レ ー シ ョ ン お よ び そ れ に base づ い た loop シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line っ た. デ バ イ ス シ ミ ュ レ ー シ ョ ン と し て は fluently, electricity 190 と maximum current density と し て 11 ma/um2 を 400 mv と い う low い power electric 圧 で confirm し, ま た PNP ト ラ ン ジ ス タ を plus or minus を to え た features の NPN ト ラ ン ジ ス タ を with い て CBipolar loop シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を い 30 0 mv と い う low い power electric 圧 で も 4 ps と い う high-speed action が have ら れ る こ と を shown し た.