利用報告書 / User's Report | ARIM Japan公式ホームページ_マテリアル先端リサーチインフラ

【公開日：2023.07.28】【最終更新日：2023.06.08】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22AT0276

利用課題名 / Title

ナノシートInGaAs FETの高移動度化に関する研究

利用した実施機関 / Support Institute

産業技術総合研究所

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

外部利用/External Use

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

ナノシート, InGaAs, FET, ゲートスタック構造, Au/Ni/W/TiN/Al2O3, Y-Matrix Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (ymos)

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

甲斐嶺

所属名 / Affiliation

東京工業大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

AT-031：原子層堆積装置_1[FlexAL]

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

　ナノシートInGaAs FETの高移動度の研究のため、ゲートスタック構造Au/Ni/W/TiN/Al₂O₃のY-Matrix Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor (ymos)を作製した。
　従来のナノシートInGaAs FETで使われていたymosのゲートスタック構造Au/Ni/TiN/HfO₂/Al₂O₃では、PMAによって移動度が劣化していた。しかし、NiとTiNの間に耐熱性の高いWを挟み込むことで、移動度が劣化することなく、改善される傾向へと変化した。

実験 / Experimental

【利用した主な装置】
　【NPF031】原子層堆積装置_1[FlexAL]

【実験方法】
　ゲートスタック構造Au/Ni/W/TiN/Al₂O₃のymosを作製し、Id-Vg、Ig-Vg、CV測定を行った。その後、水素雰囲気下におけるPMAを行い、同様の測定を経て結果を比較した。

結果と考察 / Results and Discussion

　Fig.1に示すように、PMA前は移動度が350cm²/Vs程度であったが、PMA後は1400cm²/Vs程度を示している。このことから、従来のゲートスタック構造では為し得なかったPMAによる移動度の改善が可能となった。これはNiとTiNの界面がWによって保護されていると考えられるので、ナノシートFETでも同様の構造でならPMAによる移動度の改善が見込まれる。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

Fig.1 PMA前後の移動度比較

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

　今後の課題として、同じゲートスタック構造を持つナノシートFETの作製を行う必要がある。その際に、【NPF001】電子ビーム描画装置 (CRESTEC)を用いて、微細ゲート構造を作製する必要がある。
　本研究（の一部）は、文部科学省「ナノテクノロジープラットフォーム」事業（課題番号：JPMXP1222AT0276）の支援を受けて、（国研）産業技術総合研究所ナノプロセシング施設において実施されました。
　東工大の施設も利用（課題番号：22IT0021、課題名：InGaAs ナノシートトンネルFETに向けた研究）。

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

甲斐嶺, "ナノシートInGaAs FETの高移動度化に関する研究", 東京工業大学修士論文審査会（横浜）, 2023年2月6日

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件