ＵＬＳＩの高速化に向けた高誘電率ゲート絶縁膜／ゲルマニウム界面構造制御

高介电常数栅极绝缘膜/锗界面结构控制以加速ULSI

基本信息

批准号：
13J10462
负责人：
柴山茂久
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は，次世代の高駆動力3次元Geチャネル金属-酸化膜-半導体電界効果型トランジスタ（MOSFET）またはGe1-xSnxチャネルMOSFETの実現に向けて，パルス有機金属化学気相堆積（パルスMOCVD）法を用いたGeO2薄膜形成，およびGeゲートスタック構造の化学的安定性の向上を目標とした．高品質な3次元チャネル構造のGeやGe1-xSnxゲートスタック構造の実現において，GeO2膜の原子層堆積が重要な技術である．GeO2膜を堆積法で作製する場合，次段の高誘電率絶縁膜は，GeO2膜上に直接形成する必要がある．しかしながら，酸化法で作製したGeO2膜は通常非晶質であり，水に溶解するなど化学的に不安定である．従って，GeO2膜自身の熱的・化学的安定性の向上が必要不可欠であり，GeO2膜の化学的安定性の向上には，不溶性の正方晶GeO2膜の形成が重要と考えられる．本研究では，テトラエトキシゲルマニウム（TEOG）およびH2Oの交互供給（パルスMOCVD法）により，堆積GeO2膜を作製した．堆積GeO2膜は，熱酸化法で作製した熱酸化GeO2膜と比較して，水へのエッチング耐性や次段の高誘電率絶縁膜堆積におけるGeO2膜のエッチング耐性に優れるなど，化学的安定性に優れることがわかった．また堆積GeO2/Ge構造は，熱酸化GeO2/Ge構造よりも界面準位密度が低く，良好な界面特性を示すことが明らかになった．さらに，パルスMOCVD法を使えば，Ge表面上に六方晶もしくは正方晶に由来する多結晶GeO2膜を直接形成できる可能性が明らかになった．現状では，結晶構造の区別は出来ていないが，これらの成果は，堆積一貫という簡易なプロセスで，高品質なGeやGe1-xSnxゲートスタック構造を実現できる可能性を示唆しており，重要な知見である．

今年，我们旨在实现下一代高驱动的3D GE频道金属氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物磁场晶体管（MOSFET）或GE1-XSNX通道MOSFET，并使用脉冲金属摩OCOCVD（Pulse MoCVD）进行了改进的结构，并改进了脉冲金属 - 有机化学的化学蒸气蒸发层的化学稳定性，以及改进的结构。 GEO2膜的原子层沉积是实现高质量3D通道结构和GE1-XSNX栅极堆栈结构的重要技术。当通过沉积制造GEO2膜时，必须直接在GEO2膜上直接形成下一阶段的高丝体式绝缘膜。但是，通过氧化方法产生的GEO2膜通常是无定形的，并且化学上不稳定，例如溶解在水中。因此，必须提高GEO2膜本身的热和化学稳定性，并且认为不溶性四方Geo2膜的形成对于改善GEO2膜的化学稳定性很重要。在这项研究中，沉积的GEO2膜是通过四乙氧基氧基（TEOG）和H2O（脉冲MOCVD方法）交替供应来制造的。发现沉积的GEO2膜具有较高的化学稳定性，例如对水的蚀刻耐药性和GEO2膜在下一阶段的GEO2膜的蚀刻抗性与与热氧化产生的热氧化Geo2膜相比，在高dielectric-Costant绝缘膜沉积的下一个阶段。还揭示了沉积的GEO2/GE结构的界面状态密度低于热氧化的GEO2/GE结构，并且具有良好的界面特性。此外，已经揭示了可以使用脉冲MOCVD方法直接在GE表面形成源自六角形或四方晶体的多晶Geo2膜的可能性。当前，无法区分晶体结构，但是这些结果表明，使用简单的合并沉积过程，可以实现高质量的GE或GE1-XSNX GATE堆栈结构，从而使其成为重要发现。

项目成果

期刊论文数量（35）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Al_2O_3/Ge構造における酸化機構の解明と界面反応がその特性に及ぼす影響

阐明Al_2O_3/Ge结构中的氧化机理以及界面反应对其性能的影响

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinji Sakamoto;Tetsuya Oda;Makoto Ikeda;Leonard Barolli;柴山茂久ら
通讯作者：
柴山茂久ら

金属/Ge界面への超高Sn組成SnxGe1-x層導入による界面電気伝導特性の制御

通过在金属/Ge 界面引入超高 Sn 成分 SnxGe1-x 层来控制界面电导率

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Barolli;T. Oda;L. Barolli;M. Takizawa;Kambe Y，Kojima K，Tomita N，Tamada Y;林昌宏;○鈴木陽洋,柴山茂久,坂下満男,竹内和歌奈,中塚理，財満鎭明
通讯作者：
○鈴木陽洋,柴山茂久,坂下満男,竹内和歌奈,中塚理，財満鎭明

Ge1-xSnxエピタキシャル層中の欠陥へ及ぼす熱処理の効果

热处理对Ge1-xSnx外延层缺陷的影响