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Understanding carrier transport properties of ultra-thin semiconductor channel CMOS and establishing a method to enhance channel mobility

了解超薄半导体沟道CMOS的载流子传输特性并建立增强沟道迁移率的方法

基本信息

批准号：
22H00208
负责人：
高木信一
金额：
$ 27.12万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00208/
关键词：
MOSFET ゲルマニウム III-V族半導体 MOS型トランジスタ

项目摘要

(1) 実験的検討では、(111)GOI基板をsmart cut法で作製するに当り、結晶性の回復のためのアニーリングにより、GOIと埋め込み酸化膜界面が劣化する可能性が懸念点となっている。そこで、界面劣化の様子と最適なアニール条件の決定のため、Al2O3/GeOx/(111)および(100) n-Ge構造に対する、堆積後熱処理（PDA）の影響を、真空、N2、O2雰囲気下で300℃から650℃の温度範囲で実験的に調べた所、PDA温度の上昇につれて、界面準位密度（Dit）が減少し、550℃および600℃でのPDA後の(111) Ge界面において、約3E11 eV-1cm-2の最小Ditが実現されることが分かった。結果として、Al2O3/GeOx/Ge界面は、Smart-cutによるGOI埋め込み酸化膜構造に適していることが示された。また、優れたInAs MOS界面実現を目指すに当たり、InAs MOS界面におけるDitの正確な評価法を検討し、40 K以下の測定温度での高周波C-V法が適切であることを明らかにした。この際、C-Vスキャンでは、遅い準位の応答を抑制するため、限られたゲート電圧範囲を用いる必要であることを示した。(2) 理論的検討では、表面ラフネス（膜厚ゆらぎ）散乱により決まる移動度の定量的決定を目指して、従来の線形モデルに比べて定量性の高い、非線形ポテンシャルを導入した物理モデルの構築を進めた。空間平均された摂動ハミルトニアンの概念を導入することにより、ラフネスのある界面における二次元電子ガスの基底状態を用いることが、定式化に当たり、重要であることを示した。このモデルの下で、Siバルクおよび極薄膜SOI nチャネルMOSFETの移動度を計算し、電子顕微鑑観察によって実験的に得られた粗さパラメータを用いて、室温の実験的な移動度を定量的に説明できることを示した。

(1) GOI substrate smart cut method is effective, and the results show that the interface of acidified film can be degraded by GOI method. The temperature range of temperature range between 300C and 650C in vacuum, N2, O2, PDA temperature range, PDA temperature, interface alignment density (Dit), vacuum, N2, O2 temperature, temperature range, temperature, temperature, After PDA at 550C and 600C, the interface of Ge and the minimum Dit of about 3E11 eV-1cm-2 show that the temperature is different. Results the results showed that the acidified film was made by using Al2O3/GeOx/Ge interface, Smart-cut interface and GOI. The InAs MOS interface shows that the temperature measurement is correct, the InAs MOS interface is correct, the temperature is measured below 40K, the temperature is measured by high-frequency CUV V method, and the temperature is measured by the high-frequency CUV V method. The international, Cmurv, and registration standards should respond to the suppression of environmental pollution, and the limits of the range of electronic devices should be verified with the necessary monitoring information. (2) in theory, the thickness of the film is scattered, and the quantitative determination of the degree of mobility is determined by the quantitative determination of the degree of movement. the shape is higher than the quantitative one, and the shape is higher than the quantitative one. The concept of space average operating system is imported into the information system and the interface of the two-dimensional computer. The base state of the secondary computer is used in the device, the format is defined, and the important one is displayed. In order to determine the mobility of thin film, Si and Si were used to calculate the mobility of thin films, and the computer micrograph was used to measure the mobility of thin films. The temperature of the thin film was measured by the computer micrograph, and the temperature was measured at room temperature.