人工IV族半導体極微細構造を用いた超高速光・電子デバイスの開発

利用人造IV族半导体超细结构开发超高速光学和电子器件

• 批准号: 11232201
• 负责人: 室田 淳一
• 金额: $ 122.11万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11232201/
• 关键词: SiGe; SiGeC; MOS; HBT; CVD; 選択成長; 不純物ドーピング; 高精度エッチング; CVD低温選択成長; in-situ不純物ドーピング; 不純物拡散; 高選択異方性エッチング

本研究では、人工IV族半導体超高速光・電子デバイスを開発することを目指し、Si-Ge(-C)系のIV族半導体極微細構造をデバイスに搭載した極微細MOSFET、ヘテロバイポーラトランジスタ(HBT)、Si/SiGe/Si-SOI構造の新デバイス等による低電圧・低消費電力・超高速・新機能付集積回路を設計し、それを表面・界面構造劣化の生じない低温高清浄プロセスを駆使して製作する技術を構築し、デバイス試作とその評価・デバイス物理の検討を通して極微細化・超高速化の最適方法を明らかにしようとしている。本年度は5年計画の第5年目として、新高精度要素プロセスの標準デバイス製作プロセスへの導入と、新構造原子制御半導体の応用による新物性・新機能のデバイス搭載について研究した。具体的には、マルチステップアニール法による選択成長SiGeの低抵抗Niシリサイド形成技術をElvatedソース・ドレイン構造に適用し、高性能完全空乏型SOI-MOSFETを実現した。また、SiGe選択エッチングによるマルチチャネルMOS構造を提案し、超高電流駆動能力化に有効であることを示した。酸化濃縮により形成した高品質SiGe-On-Insulator(SGOI)基板上に成長させた歪Siをチャネルに適用したMOSデバイスは高電流駆動力化と同時に基板浮遊効果が抑制されるごとを明らかにした。さらに、SiGeヘテロチャネルpMOSFETにおける低周波雑音強度は界面捕獲準位密度にほぼ比例して増加することを見いだすとともに、BドープSiGe薄膜からのSi/SiGe/Siヘテロ構造へのB拡散工程において、SiGe中でのB拡散抑制・偏析現象によるB拡散層の極浅化・低抵抗化現象を見いだし、短チャネルSiGeヘテロチャネルMOSFETの高性能化に有効であることを実証した。このようにデバイス主要部分へのSi-Ge(-C)系IV族半導体薄膜適用は、デバイスの極微細化・超高速化に有効であることを示した。

This study で は, artificial IV semiconductor ultra-high speed optical, electronic デ バ イ ス を open 発 す る こ と を refers し, Si, Ge (-c) semiconductor の IV family extremely fine structure を デ バ イ ス に carry し た extremely subtle MOSFET, ヘ テ ロ バ イ ポ ー ラ ト ラ ン ジ ス タ (our HBT), Si/SiGe/Si - new SOI structure の デ バ イ ス etc に よ る 圧, low power consumption, low electricity function of ultra-high speed, the new pay し を integrated circuit design, そ れ を surface, interface structure degradation の raw じ な い cryogenic hd プ at ロ セ ス を 駆 make し て making す る を build し technology, デ バ イ ス attempt と そ の review 価 · デ バ イ ス physical の beg を 検 tong し て extremely ultra-micronization model.the, ultra high speed の optimum method を Ming ら か に し よ Youdaoplaceholder0 て て る る. は this year 5 years plan の 5 years mesh と し て elements, the high precision プ ロ セ ス の standard デ バ イ ス making プ ロ セ ス へ の import と, neotectonic atomic suppression semiconductor の 応 with に よ る new property, function の デ バ イ ス carry に つ い て research し た. Specific に は, マ ル チ ス テ ッ プ ア ニ ー ル method に よ る sentaku growth SiGe の low resistance Ni シ リ サ イ ド forming technology を Elvated ソ ー ス · ド レ イ ン に is し type, high performance completely empty of SOI MOSFET を - be presently し た. ま た, SiGe sentaku エ ッ チ ン グ に よ る マ ル チ チ ャ ネ ル MOS structure proposed を し, ultra high current 駆 move ability に have sharper で あ る こ と を shown し た. Acidification enrichment に よ り form し た SiGe - On - high quality Insulator (SGOI substrate に growth さ せ た slanting Si を チ ャ ネ ル に applicable し た MOS デ バ イ ス は high current 駆 motorization と に substrate floating working at the same time fruit が inhibit さ れ る ご と を Ming ら か に し た. さ ら に, SiGe ヘ テ ロ チ ャ ネ ル pMOSFET に お け る low-frequency 雑 strength は interface to capture tune a density に ほ ぼ proportion し て raised plus す る こ と を see い だ す と と も に, B ド ー プ SiGe thin film か ら の Si/SiGe/Si ヘ テ ロ tectonic へ の B company, powder engineering に お い て, SiGe で の B company, reduction, segregation Phenomenon に よ る B company, loose layer の extremely shallow change, low resistance phenomenon を see い だ し, short チ ャ ネ ル SiGe ヘ テ ロ チ ャ ネ ル MOSFET の high performance-based に unseen で あ る こ と を card be し た. こ の よ う に デ バ イ ス main part へ の Si - Ge (-c) IV semiconductor thin film applicable は, デ バ イ ス の extremely ultra-micronization model.the, ultra high speed に have sharper で あ る こ と を shown し た.

项目成果

M.Fujiu et al.: "Carbon Effect on Thermal Stability of Si Atomic Layer on Ge(100)"First International SiGe Technology and Device Meeting (ISTDM 2003). 249-250 (2003)

M.Fujiu 等人：“碳对 Ge(100) 上硅原子层热稳定性的影响”第一届国际 SiGe 技术和器件会议 (ISTDM 2003)。

T.Seino et al: "Side-Wall Protection by B in P-doped Polysilicon in Gate Etching"Proceedings of the Second International Symposium on ULSI Process, 199th Meeting of the Electrochemical Society. (in press). (2001)

T.Seino 等人：“栅极蚀刻中 P 掺杂多晶硅中 B 的侧壁保护”，第二届 ULSI 工艺国际研讨会论文集，电化学学会第 199 届会议。

P.Han et al.: "Observation of Sharp Current Peaks in Resonant Tunneling Diode with Strained Si_<0.6>Ge_<0.4>/Si(100)Grown by Low-Temperature Low-Pressure CVD"J.Crystal Growth. 209,2-3. 315-320 (2000)

P.Han 等人：“通过低温低压 CVD 生长的应变 Si_<0.6>Ge_<0.4>/Si(100) 谐振隧道二极管中尖锐电流峰值的观察”J.Crystal Growth。

Y.Yamamoto et al.: "Surface Adsorption of WF_6 on Si and SiO_2 in Selective W-CVD"Abs.of 197th Meeting of the Electrochemical Society. (accepted). (2000)

Y.Yamamoto等人：“选择性W-CVD中WF_6在Si和SiO_2上的表面吸附”Abs.of 197th Meeting of the Electrochemical Society。

Y.Hashiba: "Growth Characteristics of Si_<1-x>Ge_xC_y on Si(100) and SiO_2 in Ultraclean Low-Temperature LPCVD"AVS 48th International Symposium. 135 (2001)

Y.Hashiba：“超净低温LPCVD中Si_<1-x>Ge_xC_y在Si(100)和SiO_2上的生长特性”AVS第48届国际研讨会。