바카라 게임보다 우수한 폴리머의 고성능 트랜지스터

Tatsuro Maeda (수석 연구원) 및 Taro Itatani (수석 연구원), 새로운 자료 및 장치 통합 그룹, Nanoelectronics Research Institute (Director : Seigo Kanemaru)의 National Institute of Advanced Science and Technology (바카라 게임; President : Tamotsu Nomakuchi), A Worlder Aducations A Worlding Aducations Adring Adring Adring Aductions Adring Aduction of Advanced Industrial Science (Seigo Kanemaru) 접착제 접착제 및 고성능 트랜지스터를 고분자에 제조하기 위해 Sumitomo Chemical Co, Ltd (Sumitomo Chemical; 대통령 : Masakazu Tokura)와 협력하여

AIST의 기판 결합 및 장치 제작 기술과 Sumitomo Chemical의 화합물 결정 성장 기술의 관련 강점에 근거한 연구원들은 (1) 우수한 내열성을 가진 접착제 폴리이 미드를 개발했습니다 (2) 접착제 폴리이 미드를 사용하여 바카라 게임 기판상의 고품질 인듐 갈륨 아르 세 나이드 (INGAAS) 층에 대한 전달 기술; (3) 바카라 게임 트랜지스터의 성능을 능가하는 400 ° C 미만의 온도에서 트랜지스터를 제조하는 기술 이는 바카라 게임 이후 재료 장치와 바카라 게임 대규모 통합 회로 (SI-LSI)를 통합하는 데 중요한 기술 단계입니다

개발 된 기술은 바카라 게임 이후 재료와 SI-LSI를 통합하는 고성능 다기능 장치를 개발하고 전자 및 광기 장치의 밀도가 높은 3 차원 통합을 실현할 수있게 해줄 것입니다 결과적으로 전력 소비 감소, 속도 증가 및 컴퓨터의 축소가 예상 될 수 있습니다

기술의 세부 사항은 2012 년 9 월 25 일부터 27 일까지 교토에서 개최 될 2012 년 고형 상태 장치 및 자재에 관한 국제 회의 (SSDM 2012)에서 발표 될 예정입니다

폴리이 미드에서 Ingaas 층의 단면 SEM 이미지

운송 업체의 이동성이 바카라 게임보다 우수한 복합 반도체 및 게르마늄은 바카라 게임 이후 재료라고 불리며, 이들에 대한 연구는 차세대 채널 재료로 다양한 국가에서 진행되고 있습니다 그러한 바카라 게임 재료는 모든 SI-LSI 기능을 대체하지 않기 때문에 바카라 게임 이후 장치는 필요한 성능을 장착하고 SI-LSIS의 필요한 장소에서 특수 기능을 수행해야합니다 즉, 백엔드 통합으로 알려진 새로운 기술이 필요하며, 여기에는 고품질 시일 리콘 재료가 제조 된 SI-LSI로 전송 된 다음 장치는 기본 SI 기반 회로와 제조 및 상호 연결됩니다 많은 바카라 게임 재료는 바카라 게임이하지 않는 우수한 광학 특성을 가지고 있기 때문에 백엔드 통합 기술은 SI-LSIS 및 Photonic Devices의 기능적 통합을위한 플랫폼 기술로 예상됩니다

AIST 및 Sumitomo Chemical은 2008 년부터 전자 및 광자 장치를 통합하는 것을 목표로하는 하이브리드 반도체 기술에 대한 공동 연구를 수행하고 있습니다 그들의 연구는 고성능 반도체를 바카라 게임 기판에 통합하여 화합물 반도체 또는 독일 물질과 같은 다양한 기능을 갖는 독일체와 통합하기 위해 노력했다 (직접 베팅에 의해 통합 된 바카라 양방/GE CMOSand2011 년 9 월 27 일87667_88086

백엔드 통합은 바카라 게임 웨이버 (프론트 엔드 프로세스)에서 SI 트랜지스터의 제조 공정이 아니라 트랜지스터와 같은 요소 (백엔드 프로세스) 사이의 배선 과정에서 기능 장치의 형성입니다 형성된 장치를 SI-LSIS와 연결하여 기존 SI-LSI에 새로운 기능이 추가됩니다 (그림 1) 바카라 게임 재료로 장치를 제조 할 때의 온도는 바카라 게임 재료의 1000 ° C 이상에 비해 400 ° C 이하인 것으로보고되었습니다 (2011 년 6 월 12 일 AIST 보도 자료) 따라서 바카라 게임 후 재료는 백엔드 공정에서 장치 제조에 적합하며, 최대 500 ° C의 저온 공정이 필요합니다 더욱이, 공정 온도가 낮 으면 무기 재료가 현재까지 가장 일반적이었던 반도체 장치 공정에 저렴한 기능성 중합체 재료를 도입 할 수 있습니다 이 연구에서, 폴리이 미드를 사용하여 바카라 게임으로 바카라 게임으로 극도로 얇은 (300 nm 미만)-바카라 게임 재료의 전달 기술이 400 ℃ 이하의 고성능 트랜지스터의 제조 기술이 중합체에 직접 부착 된 반도체 층을 사용하여 개발되었다 처음으로, 폴리이 미드는 극도로 얇은 반도체 활성 층에 직접 부착되었고, 바카라 게임 트랜지스터보다 우수한 성능을 갖는 트랜지스터가 제조되었고, 이들의 작동이 확인되었다

그림 1 : 바카라 게임 후 재료를위한 백엔드 통합 기술

백엔드 통합 방법으로서 고성능 트랜지스터의 개발 된 제조 방법은도 2에 도시되어있다 먼저, 시질 이후 재료로서 고품질 Ingaas 층 (300 nm)은 등전 방향으로 자발적으로 성장한다 다음으로, 스핀 코팅에 의한 접착제로서 폴리이 미드로 코팅 된 바카라 게임 기판은 뒤집히고 에피축으로 성장 된 기판에 부착된다 (도 2 (b)) 450 ° C보다 큰 내열성을 갖는 새로운 폴리이 미드 및 높은 접착 성이 개발되기 위해 개발되었다 (도 3) 다음으로, INP 기판이 선택적으로 제거되고, 얇은 필름 Ingaas 결정 층이 바카라 게임 기판에서 수득된다 (도 2 (c)) 마지막으로, 고성능 트랜지스터는 폴리이 미드/바카라 게임 기판상의 수득 된 ingaas 층을 사용하여 400 ℃ 미만의 공정 온도에서 제조된다 (도 2 (d)) 폴리이 미드는 접착 재료로서 매우 저렴하고 다루기 쉬운 주요 이점을 가지고 있습니다 층 전달 및 트랜지스터 제작 공정 동안 개발 된 폴리이 미드의 내구성이 검증되었습니다

그림 2 : 폴리이 미드에서 트랜지스터의 제조 방법

그림 3 : 광고에 사용되는 폴리이 미드의 특성 약 500 ° C까지 질량 손실은 거의 없습니다

그림 4는 폴리이 미드에서 50 μm 게이트 길이의 Ingaas N- 타입 MOSFET의 성능을 보여줍니다 배수 전류 - 게이트 전압 특성은 두 자릿수보다 큰 켜기/오프 비율의 탁월한 스위칭 특성을 나타내며 선형 및 포화 영역이 명확한 선형 및 포화 영역을 갖춘 배수 전류 - 배수 전압 특성은 우수한 트랜지스터 작동을 확인합니다 (그림 4, 왼쪽 및 중앙) 도 4의 오른쪽은 전달 전 및 폴리이 미드에서 INP 기판에서 ingaAS의 이동성 특성을 보여준다 폴리이 미드에서도 Ingaas의 이동성은 1000cm보다 높습니다²/VS 최대 또는 바카라 게임의 것보다 거의 두 배입니다 INP 기판에서의 IngaAS의 이동성과 비교하여, 저 캐리어 밀도 영역에서는 약간의 감소가 관찰되지만, 폴리 이미드에 대한 IngaAS의 이동성은 높은 캐리어 밀도 영역에서 일치한다 트랜지스터 제조 동안, 폴리이 미드는 다양한 열 사이클 및 화학 처리를 거치기 때문에, 처음에는 폴리이 미드가 공정 동안 오염원이 될 것이라는 우려가 있었으며, 이는 변압기 특성의 분해를 초래한다 그러나 결과는 폴리이 미드가 바카라 게임 후 반도체의 영구 물질로 충분히 작용한다는 것을 나타냅니다 또한 전달 공정은 반도체 특성에 부정적인 영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다 왜냐하면 전달 전후의 비교 될 때 장치 특성에서 주요 저하가 발견되지 않았기 때문이다 이 연구에서 폴리이 미드 및 저온 트랜지스터 제작 기술을 사용한 전이 기술이 검증 되었기 때문에, 시일 리콘 후 장치와의 SI-LSIS와 백엔드 공정에서 중합체 재료의 도입을 쉽게 달성 할 수 있습니다 고성능 다기능 장치는 폴리이 미드 및 시일 리콘 후 재료의 다양성을 활용하여 실현 될 것으로 예상됩니다

그림 4 : 폴리이 미드에서 Ingaas N- 타입 MOSFET의 성능 왼쪽보다 큰 켜기/오프 비율의 좋은 스위칭 특성 (왼쪽) 명확한 선형 및 포화 영역이 관찰됩니다 (중심) 폴리이 미드에서의 ingaas의 이동성은 바카라 게임 (오른쪽)보다 약 2 배입니다

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