コンビナトリアル手法による新電子材料探索

コンビナトリアル手法による新電子材料探索
Keyword : ナノエレクトロニクス材料、コンビナトリアル合成
研究の背景
ナノエレクトロニクス素子で重要な要素のMOSトランジスタは、微細化の限界と消費電力の
増大が問題となっている。Si系の従来材料のプロセス・構造の進化により短期での高密度・
高機能化は期待できるが中・長期では材料の根本的な変革が必要である。
研究の狙い
MOSトランジスタで提案されているGeなどの新チャネル材料に適合する高機能ゲート絶縁
膜の材料探索・プロセス開発を材料・プロセスの高速探索技術であるコンビナトリアル手法を
用いて行っている。新材料は、MOSトランジスタ構造の高機能化と劇的な低消費電力化を実
現する可能性を持っている。
最先端研究トピックス
SiO2(or Hgih-k)/Si (従来技術)
×微細化の限界
×漏れ電流増加(消費電力増加)
Geチャネル層 (次世代材料)
○高移動度→低消費電力
Geチャネルへ直接接合可能
な
高誘電体材料開発
特徴的な材料開発技術
新ゲート絶縁膜への要求
 高い絶縁性：低消費電力化
 高誘電率：高密度・高集積化
 直接接合形成技術：高機能化
コンビナトリアル手法による
高速材料探索・プロセス最適化
成果例：TiO2/Ge接合形成
with GUI PC control
ion Gun
文献
•
•
•
T.Nagata et. al. Journal of Materials Research, 6, 869 (2012) (invited review)
T.Nagata et. al. ACS Combinatorial Science, 15, 435 (2013)
T.Nagata et. al. Applied Physics Letters, 108, 171604 (2016)
まとめ




実用化の目標
 ゲート絶縁膜/Ge界面の直接接合形成
 化合物チャネル層へも適用可能な
ユニバーサル誘電体材料の開発
誘電率30以上の絶縁膜開発
コンビナトリアル合成による高速材料探索
価数制御による酸化物の酸化・還元制御
登録特許数：２
 新チャネル材料でのEOT0.5nm以下の実現
ナノマテリアル分野半導体デバイス材料グループ
長田貴弘
E-mail: NAGATA.Takahiro●nims.go.jp
URL: http://www.nims.go.jp/research/group/advanced-device/
—297 —

Download Report