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トンネルＦＥＴに向けた低抵抗な金属／ゲルマニウム系混晶半導体接合の形成

用于隧道 FET 的低电阻金属/锗基混合晶体半导体结的形成

基本信息

批准号：
16J10891
负责人：
鈴木陽洋
金额：
$ 0.83万
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

ゲルマニウム（Ge）系高性能トランジスタの実現には、トランジスタのソース/ドレインにおける金属/Ge系半導体界面のコンタクト抵抗の低減が必須である。その実現に向け、まずは低コンタクト抵抗を有する金属/Ge界面の形成を基礎技術として確立することが要求される。しかし、金属/Ge界面におけるフェルミレベルピニング現象により、n-Geに対するショットキー障壁高さ（SBH）の低減が困難である。そのため、n-Geに対するSBHの低減に向けた界面構造の制御が必要である。本研究では、n-Geに対するSBHの低減に向け、金属/Ge界面へのシリコンゲルマニウム錫（SixGe1－x－ySny）中間層の挿入に注目した。様々な元素組成比を有するSixGe1－x－ySny中間層を挿入した金属/SixGe1－x－ySny/n-Geコンタクトの電流-電圧特性を調べた結果、SixGe1－x－ySny/Geヘテロ界面の格子ミスマッチの低減が、SBHの低減及びFLPの緩和に必要であることを見出した。これは、SixGe1－x－ySny中間層/Geヘテロ界面の欠陥密度が、金属/SixGe1－x－ySny/n-Geコンタクトの電気伝導特性を決定づけることを示唆する結果である。また、格子整合SixGe1－x－ySny/n+-Geヘテロ接合を有する、金属/SixGe1－x－ySny/n+-Ge（ND=10^19 cm^-3）コンタクトのコンタクト抵抗率は、2×10^-6 Ω・cm^2程度と見積もられた。今後、Ge中のn型不純物濃度を更に向上させれば、GeチャネルMOSトランジスタの実現に必要な10^－9 Ω・cm^2台のコンタクト抵抗率の実現が期待できる。

The metal/Ge semiconductor interface must have a low resistance to corrosion due to the high performance of Ge (Ge). The basic technology for the formation of metal/Ge interfaces has been established. It is difficult to reduce the barrier height (SBH) at the metal/Ge interface. It is necessary to control the interface structure of SBH with low attenuation and n-Ge. In this paper, we focus on the reduction of SBH in n-Ge and the penetration of SixGe1-x-ySny interlayer in metal/Ge interface. The results of adjusting the current-voltage characteristics of SixGe1-x-ySny/n-Ge interlayer with different elemental composition ratios show that the reduction of SBH and the relaxation of FLP are necessary. The results show that the underdensity of the SixGe1-x-ySny interlayer/Ge layer interface and the electrical conductivity of the metal/SixGe1-x-ySny/n-Ge layer are determined. Lattice integration SixGe1-x-ySny/n+-Ge junction is available, metal/SixGe1-x-ySny/n+-Ge (ND=10^19 cm^-3) is available, and the resistance of the crystal to temperature is 2×10^-6 Ω·cm^2. In the future, the concentration of n-type impurities in Ge will be increased, and the resistance of Ge to MOS will be expected to reach 10^-9 Ω·cm^2 units.