| 講演名 | 2022-01-31 ［招待講演］表面ラフネス散乱の新モデルに基づく極薄膜nMOSFETの最適なチャネル材料と面方位の設計 隅田 圭(東大), 陳 家?(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) | 極薄膜（ETB）ナノシートチャネルは, 優れたスケーラビリティを理由に将来のテクノロジーノードにおけるチャネル構造として最も有望視されている一方, 表面ラフネス散乱による移動度の顕著な劣化が課題である. しかしながら, 表面ラフネス散乱の従来のモデルでは, 非現実的に大きなラフネスパラメータを仮定しなければ, 実験的な移動度が説明出来ない. そこで本研究では, 表面ラフネス散乱の新モデルを提案すると同時に, TEMから得たラフネスパラメータを用いてSOI, GOI, InAs-OI nMOSFETの実験的な移動度が定量的に説明可能であることを示した. 新モデルに基づき, 様々なチャネル材料・面方位のETBチャネルにおいて, 2nmの薄膜まで移動度を定量的に評価した. 結果として, 重い閉じ込め質量を有する異方的なvalleyがETBチャネル中の電子伝導において極めて有利であることを明らかにし, 特に(111) GOI構造が表面ラフネス移動度の観点では最も有望であり, 2nmの薄膜においても2次元材料よりも遥かに高い移動度が得られることを理論的に示した. |
| 抄録(英) | Mobility reduction due to surface roughness scattering is a critical concern for Extremely-Thin-Body (ETB) nanosheet channels. However, the conventional scattering model cannot explain the experimental results with realistic roughness. In this study, we have proposed a new model of surface roughness scattering, which can explain the experimental mobility of SOI, GOI and InAs-OI nMOSFETs with roughness parameters obtained experimentally from TEM images. Based on this model, we deliver the assessment on the optimum ETB channels down to 2 nm. As a result, the anisotropic valley with heavy confinement mass is expected to have the high immunity to mobility reduction by surface roughness. In particular, (111) GOI is most expected thanks to the strong anisotropy of the L valley and have the excellent surface-roughness-limited electron mobility even in the 2-nm-thick channels, which is an advantage over 2D materials. |
| キーワード(和) | 薄膜 / ナノシート / MOSFET / 表面ラフネス散乱 / 移動度 |
| キーワード(英) | Extremely-Thin-Body / Nanosheet / MOSFET / Surface Roughness Scattering / Mobility |
| 資料番号 | SDM2021-71 |
| 発行日 | 2022-01-24 (SDM) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
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| 開催期間 | 2022/1/31(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］表面ラフネス散乱の新モデルに基づく極薄膜nMOSFETの最適なチャネル材料と面方位の設計 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Invited Talk] **** |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 薄膜 / Extremely-Thin-Body |
| キーワード(2)（和/英） | ナノシート / Nanosheet |
| キーワード(3)（和/英） | MOSFET / MOSFET |
| キーワード(4)（和/英） | 表面ラフネス散乱 / Surface Roughness Scattering |
| キーワード(5)（和/英） | 移動度 / Mobility |
| 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） | 陳 家? / Chia-Tsong Chen |
| 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） | トープラサートポン カシディット / Kasidit Toprasertpong |
| 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） | 竹中 充 / Mitsuru Takenaka |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 東京大学(略称：東大) University of Tokyo(略称：Univ.of Tokyo) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 高木 信一 / Shinich Takagi |
| 第 5 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 | 2022-01-31 |
| 資料番号 | SDM2021-71 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | SDM-365 |
| ページ範囲 | pp.12-15(SDM), |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2022-01-24 (SDM) |