【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.03.21】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23AT0025
利用課題名 / Title
低温異種材料接合技術の開発
利用した実施機関 / Support Institute
産業技術総合研究所 / AIST
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
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）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
エレクトロデバイス/ Electronic device,ALD,CVD,先端半導体（超高集積回路）/ Ascanced Semiconductor (Very Large Scale Integration)
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)
張 文馨
所属名 / Affiliation
産業技術総合研究所
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
前田辰郎
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山崎 将嗣
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
最近、Complementary FET(CFET)に注目が集まっている。CFET構造はCMOSレイアウト面積を従来の50%程度にまで低減し、nFETとpFET間の配線を立体短縮化できることから、さらなる高密度化と高速化が可能となる。しかしながら、このようなnFETとpFETのサイズが概ね同じというレイアウト上の制限は、nFETとpFETの性能バランスの整合性という新たな課題を生む。今回、低温異種材料接合技術(Low Temperature Hetero-layer Bonding Technology, LT-HBT)を用いてGe(111) nFETおよびGe(100) pFETが積層した異種面方位Ge CFETを始めて実現したので報告する。同種チャネル材料になることで、CFET作成プロセスの簡便化と安定化も期待できる
実験 / Experimental
まず、 (100)および(111)SOIウエハー上にGe(100)とGe(111)をLPCVDを用いてエピタキシャル成長させる。SiとGeは格子不整合のため、成膜直後のGe(100)とGe(111)表面は荒くなるが、CMPプロセスにて平坦化させておく。CMPおよびALD SiO2成膜後のAFM観察から、表面荒さが直接接合可能な表面平坦さ1 nm以下に抑えられていることを確認した。ドナーウエハーとホストウエハーの接合絶縁膜の表面活性化後、両者を200度以下の低温で接合させる。その後、ドナーウエハーのSi基板、BOX絶縁膜、Si層をドライおよびウエットエッチングで順次除去し、Ge異種面方位積層構造を得た。
結果と考察 / Results and Discussion
BOX絶縁膜除去後のTEM断面観察を行い、ボイドや欠陥のない良好な接合界面とGe(100)面上に接合絶縁膜を挟んでGe(111)面が積層した構造が構築されていることを確認した。最後に、Ge(111)の所定の膜厚まで薄膜化した。薄膜化プロセス後のGe異種面方位薄膜集積構造のXRD 2qスキャンの測定を行った所、27.3°と66.1°の位置にGe(111)とGe(400)に起因するピークが観測され、良好なGe(100)およびGe(111)面の結晶性を確認した。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
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.
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