III-As/Sbナノワイヤヘテロ構造選択成長と立体集積回路応用に関する研究

三-As/Sb纳米线异质结构选择性生长及其在三维集成电路中的应用研究

基本信息

批准号：
20J20578
负责人：
蒲生浩憲
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20578/
关键词：
ナノワイヤ結晶成長 MOVPE ナノ材料半導体デバイスナノワイヤFET

项目摘要

本研究では、半導体選択成長技術を用いてIn(Ga)As/GaSbコアシェルナノワイヤをSOI(111)細線構造上に選択成長する技術を確立する。このナノワイヤをチャネルとして用いることで、低消費電力化と高性能化を両立できる立体集積回路の基盤技術を確立する。In(Ga)As/GaSbコアシェルナノワイヤを用いることで、高い移動度を有するIn(Ga)Asナノワイヤ(コア)をn型チャネル、GaSbシェルをp型チャネルとして用いることができる。これにより、III-V集積回路の課題であるn型、p型チャネルの一括集積の課題を解決できる。また、単一のナノワイヤチャネルでn型、p型動作が可能で、柔軟な回路設計が期待できる。さらに、この縦型ナノワイヤFET構造からなる立体集積回路を作製し、回路動作を評価することで、超低消費電力・超高性能立体集積回路の実現を目指す。研究期間を3年に設定し、(i) 結晶成長【In(Ga)As/GaSbコアシェルナノワイヤ集積とSOI細線上のナノワイヤ集積技術】、(ii) デバイス作製【InAsナノワイヤ縦型トランジスタとGaSb縦型トランジスタ作製】、(iii) 回路実証【インバータ回路・リング発振回路による評価】の3課題について取り組む。R4年度では、主に下記の研究事項について実施した。・InGaAs/GaSbコアシェルナノワイヤを用いたn型、p型トランジスタの高性能化

在这项研究中，我们建立了一种利用半导体选择性生长技术在 SOI(111) 细线结构上选择性生长 In(Ga)As/GaSb 核壳纳米线的技术。通过使用这些纳米线作为通道，我们将建立能够实现低功耗和高性能的三维集成电路的基础技术。采用In(Ga)As/GaSb核壳纳米线，高迁移率的In(Ga)As纳米线(核)可作为n型沟道，GaSb壳可作为p型沟道。这使得解决n型和p型沟道的体集成问题成为可能，这是III-V族集成电路中的一个问题。此外，单个纳米线通道能够进行 n 型和 p 型操作，这保证了灵活的电路设计。此外，通过制造由这种垂直纳米线FET结构制成的3D集成电路并评估电路运行，我们的目标是实现超低功耗、超高性能的3D集成电路。研究期限为3年，包括(i)晶体生长[In(Ga)As/GaSb核壳纳米线集成和SOI细线纳米线集成技术]、(ii)器件制造[InAs纳米线垂直晶体管和GaSb垂直晶体管]我们将解决三个问题：晶体管制造]和(iii)电路演示[使用反相器电路和环形振荡电路的评估]。 R4年，我们主要进行了以下课题的研究。・利用InGaAs/GaSb核壳纳米线提高n型和p型晶体管的性能