Al_2O_3ゲート絶縁膜を用いたInP/InGaAsコンポジットチャネルMOSFET

摘要

Ⅲ-Ⅴ semiconductor device technology will potentially be combined with the LSI technology to realize circuits with capabilities that are greater than those of current CMOS circuits. In this report, we have demonstrated undoped InP 5 nm/InGaAs 12 nm composite channel Ⅲ-Ⅴ MOSFET with Al_2O_3 gate dielectric. The maximum transconductance (g_m) at V_d = 1 V was 150 mS/mm it was higher than the g_m of MOSFET with SiO_2 gate dielectric. Moreover, g_m was improved to 270 mS/mm and subthreshold swing was decreased to 179 mV/dec from 731 mV/dec using the rapid thermal annealing at 350℃ in N_2 ambient.%2016年以降の高速CMOS回路応用へ向けたトランジスタとして、高移動度チャネル材料としてⅢ-Ⅴ族化合物半導体を用いたMOSFETが一つの候補として考えられる。今回、駆動能力向上のためInP/InGaAsコンポジットチャネルを有するMOSFETに対して高誘電率ゲート絶縁膜としてALD法を用いてAl_2O_3膜を導入した結果に関して報告する。ドレイン電圧1Vにおける伝達コンダクタンスは最大150mS/mmが得られており、SiO_2をゲート絶縁膜とした場合と比較して駆動能力は若干向上することが分かった。また、デバイス完成後にN_2雰囲気中で350℃のアニールを行うことにより伝達コンダクタンスは270mS/mmまで向上し、サブスレッショルドスロープも731mV/decから179mV/decまで改善されることが明らかとなった。