| 講演名 | 2021-01-28 ［招待講演］チャネル薄膜化と(111)面方位の組み合わせによるInAs-On-Insulator nMOSFETのサブバンド制御 隅田 圭(東大), トープラサートポン カシディット(東大), 竹中 充(東大), 高木 信一(東大), |
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| 抄録(和) | III-V nMOSFETの本質的な3つの課題である, 低半導体容量, 強い膜厚揺らぎ散乱, 多量の界面準位の問題を克服する為に, 我々は極薄膜チャネルと(111)面方位を組み合わせたInAs-On-Insulator (InAs-OI) nMOSFETが有望であることを提案した. これはΓ点の強い量子化に伴ってL点へと電子が遷移し, L点の閉じ込め方向の有効質量が非常に重いことから, 半導体容量と膜厚揺らぎ散乱の改善が期待できるからである. 3nmまでチャネルを薄膜化したInAs-OI nMOSFETを作製し, 強い量子化による優れたオフ特性と, 提案通りのL点遷移に伴う移動度の向上を実証した. また, 新たに提案した自己無撞着Hall-QSCV法をInAs-OI nMOSFETに適用して極めて正確にInAsの伝導帯内の界面準位を評価することに成功し, InAsの界面準位がInGaAsに比べて低いことを実証した. |
| 抄録(英) | There has been three essential challenges of III-V nMOSFETs: (1) Low semiconductor capacitance, (2) Strong thickness fluctuation scattering and (3) Many interface traps. We have proposed that the combination of (111) surface orientation and Ultra-Thin-Body InAs-On-Insulator (InAs-OI) channels can solve these problems because the strong quantization causes the electron transition from the Γ to L valley, resulting in the high semiconductor capacitance and the suppression of thickness fluctuation scattering thanks to the heavy confinement mass in the L valley. We also experimentally demonstrated the InAs-OI nMOSFET with the channel thickness down to 3 nm, which has the excellent cut-off characteristics and the mobility enhancement with channel thickness scaling due to L valley transition as proposed. We have applied a novel self-consistent Hall-QSCV method to accurately evaluate the interface trap density inside the InAs conduction band, resulting in the lower Dit than those of InGaAs. |
| キーワード(和) | InAs-On-Insulator / MOSFET / 極薄膜チャネル / サブバンド / 膜厚揺らぎ散乱 / 界面準位 |
| キーワード(英) | InAs-On-Insulator / MOSFET / Ultra-Thin-Body / Subband / Thickness fluctuation scattering / Interface traps |
| 資料番号 | SDM2020-54 |
| 発行日 | 2021-01-21 (SDM) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
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| 開催期間 | 2021/1/28(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online |
| テーマ（和） | 先端ＣＭＯＳデバイス・ プロセス技術（ＩＥＤＭ特集） |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 平野 博茂(タワー パートナーズ セミコンダクター) |
| 委員長氏名（英） | Hiroshige Hirano(TowerPartners Semiconductor) |
| 副委員長氏名（和） | 大見 俊一郎(東工大) |
| 副委員長氏名（英） | Shunichiro Ohmi(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 森 貴洋(産総研) / 小林 伸彰(日大) |
| 幹事氏名（英） | Takahiro Mori(AIST) / Nobuaki Kobayashi(Nihon Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 野田 泰史(パナソニック) / 諏訪 智之(東北大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Taiji Noda(Panasonic) / Tomoyuki Suwa(Tohoku Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Silicon Device and Materials |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［招待講演］チャネル薄膜化と(111)面方位の組み合わせによるInAs-On-Insulator nMOSFETのサブバンド制御 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Invited Talk] Subband Engineering by Combination of Channel Thickness Scaling and (111) Surface Orientation in InAs-On-Insulator nMOSFETs |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | InAs-On-Insulator / InAs-On-Insulator |
| キーワード(2)（和/英） | MOSFET / MOSFET |
| キーワード(3)（和/英） | 極薄膜チャネル / Ultra-Thin-Body |
| キーワード(4)（和/英） | サブバンド / Subband |
| キーワード(5)（和/英） | 膜厚揺らぎ散乱 / Thickness fluctuation scattering |
| キーワード(6)（和/英） | 界面準位 / Interface traps |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 隅田 圭 / Kei Sumita |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ.of Tokyo) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | トープラサートポン カシディット / Kasidit Toprasertpong |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ.of Tokyo) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 竹中 充 / Mitsuru Takenaka |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ.of Tokyo) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 高木 信一 / Shinich Takagi |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ.of Tokyo) |
| 発表年月日 | 2021-01-28 |
| 資料番号 | SDM2020-54 |
| 巻番号（vol） | vol.120 |
| 号番号（no） | SDM-352 |
| ページ範囲 | pp.21-24(SDM), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2021-01-21 (SDM) |