絶縁膜直接成長と表面その場観察によるSi上(In)GaAs MOSFETの作製

通过绝缘膜直接生长和表面原位观察在硅上制作（In）GaAs MOSFET

基本信息

批准号：
07F07376
负责人：
杉山正和
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07F07376/
关键词：
有機金属気相成長表面処理 InP MOSトランジスタ MOSFET 表面酸化抑制 H2S TMA

项目摘要

III-V族化合物半導体の高電子移動度を用いた高速・低消費電力電界効果トランジスタを実現するための基礎検討として,チャネル材料であるInPに着目して,酸化膜形成前の基板表面パッシベーションによる半導体/絶縁膜界面の準位低減を目指して研究を行った.有機金属気相成長によりInPを成長した後に,反応器から基板を取り出さずに行える表面パッシベーション処理として,H2Sによる表面S終端を考案し,その効果を実証した.H2Sにより300℃にてS終端したInP(001)表面を,大気暴露後にXPSにより観察した結果,InおよびPの酸化物がまったく検出されず,S終端が表面パッシベーションとして有効に機能することが実証された.さらに,表面のフォトルミネッセンスを測定した結果,S終端により蛍光強度が増大しており,S終端がInP表面の欠陥を終端して表面準位を低減することが示唆された.このような表面終端の化学的メカニズムをXPSスペクトルから解析したところ,表面近傍のInとSが結合を形成しており,表面からのP脱離により形成されたInのダングリングボンドが,S終端により効果的に終端されるものと考えられた.本結果は,InPを電子チャネル層に用いたMOSFETの結晶層形成プロセスに応用可能なプロセスの改善策を提案するものである.

作为利用III-V族化合物半导体的高电子迁移率来实现高速、低功耗场效应晶体管的基础研究，我们以InP作为沟道材料为目标，进行了旨在降低能级的研究。半导体/绝缘膜界面。InP是通过金属有机气相外延形成的。作为一种无需长时间后将基板从反应器中取出即可进行的表面钝化处理，我们设计了使用 H2S 的表面 S 终止，并证明了其有效性。曝光后的 XPS 观察结果表明，没有 In 和 P 氧化物。检测到，S 终止是可见的。结果表明，它可以有效地起到表面钝化的作用。此外，测量表面光致发光的结果表明，由于S末端，荧光强度增加，并且S末端终止了InP表面上的缺陷并增加了表面能级从XPS谱分析了这种表面终止的化学机制。然而，人们认为In和S在表面附近形成了键，并且P从表面脱附形成的In的悬空键被S终止有效地终止。这一结果本文提出了一种改进工艺的方法，可应用于以InP作为电子沟道层的MOSFET的晶体层形成工艺。