次世代超低消費電力トンネルＦＥＴの実現に向けたゲルマニウムスズの電子物性制御

控制锗锡的电子特性以实现下一代超低功耗隧道FET

基本信息

批准号：
15J10995
负责人：
柴山茂久
金额：
$ 2.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までに，HfO2の強誘電相は，Tetragonal（T）相とMonoclinic（M）相の共存状態において発現することを報告してきた．通常のドーパントでは数%ドーピングした場合にのみ強誘電相が安定化されるが，Zrドーピングの場合のみ，広いHf/Zr濃度で強誘電相が安定化される．最終年度では，このZrドーピングの特異性を理解することを目的とし，ZrO2サイドから強誘電相の発現過程について調べた．薄膜ZrO2では，HfO2と異なり，T相が支配的に形成され，反強誘電性を示した．またZrO2のT相は熱的に安定であり，熱処理やドーピング等によってT→M変態は生じなかった．そもそもHfO2とZrO2では，バルクの相図より（1）互いに類似した相変態過程を有すること，（2）T→M変態温度はZrO2の方が低いため，ZrO2はHfO2よりT相を安定化しやすいはずであるという類似点と相違点がある．薄膜ZrO2におけるT相の安定性は(2)の特徴より熱力学的に理解可能である．またT相の安定性の違いに着目すると，ZrO2にとってHfO2は，熱力学的に，T相よりもM相を安定化させる側に位置しているため，これらの混晶系では広い濃度範囲でT相とM相の共存状態が実現されると理解できる．また，（1）の特徴に注目し，アンドープZrO2においてもT相とM相の共存状態が実現されれば強誘電相を発現するはずであると考えた．高温スパッタによって，ZrO2成長中にM相の核形成を行い，T相とM相の共存状態を実現した所，狙い通りアンドープZrO2でも強誘電相が発現することが分かった．以上，HfO2およびZrO2といった二元系酸化膜，これらの固溶体であるHfxZr1-xO2における相変態過程は熱力学的な相図をベースに理解でき，これらの強誘電相はT相とM相の境界相として発現していると統一的に理解できることが分かった．

直到去年，我们已经报道了HFO2的铁电相在四方（T）和单斜（M）阶段的共存中表达。在正常的掺杂剂中，仅当掺杂数百分之几时才能稳定铁电相，但仅在ZR掺杂中，铁电相才以较大的HF/ZR浓度稳定。在最后一年，我们研究了从ZRO2侧的铁电相表达过程，目的是了解该ZR掺杂的特异性。与HFO2不同，薄膜ZRO2具有在T相间形成的主要T相，显示了抗fiferroelelectricity。此外，ZRO2的t阶段是热稳定的，由于热处理或掺杂而没有发生T→M转化。首先，HFO2和ZRO2的相转换过程比散装相图具有相似的相变过程，并且（2）因为ZRO2，ZRO2的T-> M转换温度较低，因此ZRO2应该比HFO2更容易稳定t相。从（2）的特征中可以热学到薄膜ZRO2中T相的稳定性。此外，当我们专注于t相的稳定性差异时，可以理解，对于ZRO2，HFO2热力学位于稳定M相的侧面，而不是T相比T相位，因此在这些混合的晶体系统中，可以在较大的浓度范围内实现t相和M相的共存。此外，我们专注于特征（1），并认为如果在未掺杂的ZRO2中实现T和M相的共存，则应表达铁电相。当M相通过高温溅射在ZRO2生长过程中成核时，达到T和M相的共存时，发现铁电相在未掺杂的ZRO2中也按预期表达。已经发现，诸如HFO2和ZRO2之类的二元氧化物膜中的相变过程，这些HFXZR1-XO2的固定溶液可以基于热力学相图来理解，并且可以将这些铁电阶段统一为T和M相之间的边界阶段。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Control of Electrically Active Defects in Ge1-xSnx Epitaxial Layers

Ge1-xSnx 外延层电活性缺陷的控制

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
T. Asano;S. Shibayama;W. Takeuchi;M. Sakashita;O. Nakatsuka;S. Zaima
通讯作者：
S. Zaima

多相HfO2膜における均一強誘電相の発現

多相HfO2薄膜中均匀铁电相的表达

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
柴山茂久;徐倫;右田真司;鳥海明
通讯作者：
鳥海明

Ferroelectric HfO2 MIS Capacitor and MISFET on Oxide Semiconductors

氧化物半导体上的铁电 HfO2 MIS 电容器和 MISFET

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
L. Xu;S. Shibayama;K. Izukashi;T. Nishimura;T. Yajima;S. Migita;and A. Toriumi
通讯作者：
and A. Toriumi

超高Sn組成Sn1-xGexエピタキシャル層の形成および金属/Sn1-xGex/Geコンタクトの電気伝導特性の制御

超高Sn成分Sn1-xGex外延层的形成及金属/Sn1-xGex/Ge接触导电性能的控制

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
鈴木陽洋;中塚理; 柴山茂久;坂下満男;竹内和歌奈;黒澤昌志;財満鎭明
通讯作者：
財満鎭明

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