바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[Research Division Head Kanamaru Masatake] 새로운 재료 및 기능적 통합 그룹의 최고 연구원 인 Maeda Tatsuro와 새로운 재료 및 기능적 통합 그룹의 최고 연구원 인 Itaya Taro는 바카라 사이트머 기반 화합물 반도체 전달 기술을 개발하고 고성능 초과 과형을 제조하는 기술을 개발했습니다
이번에는 AIST의 기판 라미네이션 기술 및 장치 제조 기술, Sumitomo Chemical의 화합물 결정 성장 기술의 강점을 활용할 것입니다게시 실리콘 재료장치 및실리콘 대규모 통합 회로 (SI-LSI)의 통합으로, (1) 우수한 내열성을 가진 접착력바카라 사이트이 미드(2) 접착제 바카라 사이트이 미드를 사용한 실리콘 기질의 고품질Indium Gallium Arsenide (Ingaas)레이어 전송 기술 개발 및 (3) 400 ° C 이하의 온도에서 실리콘의 성능을 능가하는 트랜지스터를 제조하는 기술을 성공적으로 개발했습니다
이번에 개발 된 기술은 실리콘 이후 재료를 SI-LSI와 결합하는 고성능 다기능 장치를 개발하는 것입니다전자 장치andPhotonic Device더 높은 밀도3D 라미네이트 통합이제 가능하며 컴퓨터는 에너지, 속도 및 축소를 절약 할 수 있습니다
이 기술에 대한 세부 사항은 2012 년 9 월 25 일부터 27 일까지 교토 시티에서 개최 될 2012 International Solid-State and Materials Conference (SSDM 2012)에서 발표 될 예정입니다
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| 바카라 사이트이 미드에서 Ingaas 층의 단면 전자 현미경 이미지 |
실리콘보다 낫Mobility9852_10068백엔드통합이라는 새로운 기술이 요구되었습니다 또한, 많은 실리콘 재료는 실리콘에서는 발견되지 않은 우수한 광학 특성을 가지고 있으며 백엔드 통합 기술은 SI-LSI와 Photonic 장치를 유기적으로 결합하는 플랫폼 기술 일 것으로 예상됩니다
2008 년부터 AIST와 Sumitomo Chemical은 전자 장치 및 광 장치 융합을 목표로하는 하이브리드 반도체 기술의 개발에 대한 공동 연구를 촉진하고 있으며, 화합물 반도체 및 게르마늄을 가진 고성능 반도체를 융합시키는 연구를 진행하고 있으며, 이는 실리콘 기질에서 다양한 기능을 갖는다AIST : 세계 최초의 차세대,2011 년 9 월 27 일에 AIST 언론의 애니메이션) 이번에 AIST는 세계 최고의 기판 라미네이션 기술 및 장치 제조 기술 중 하나와 Sumitomo Chemical의 상업용 수준 화합물 반도체epitaxial Growth우리는 고성능 반도체 결정을 라미네이션하고 실리콘 후 장치 및 실리콘 장치의 통합을위한 저온 장치를 만들기위한 기술을 성공적으로 개발했습니다
백엔드 통합은 실리콘 웨이퍼 (프론트 엔드 프로세스)에서 SI-LSI 등을 형성하는 과정에서 트랜지스터 (백엔드 프로세스)와 같은 요소 사이의 배선 과정에서 기능적 장치가 바닥에서 SI-LSI에 결합되고 SI-LSI 기능에 새로운 기능이 추가된다는 것을 의미합니다 (그림 1) 이전의 연구에 따르면 실리콘 이후 재료는 백엔드 공정에서의 장치 제조에 적합하며, 장치 제조 동안 1000 ° C 이상의 온도를 갖는 실리콘 재료에 비해 400 ° C의 저온에 있기 때문에 최대 500 ° C의 저온 공정이 필요합니다 (2011 년 6 월 12 일) 또한, 공정 온도의 감소는 이전에 주로 무기 재료로 구성된 반도체 장치 공정에 저렴하고 기능적인 중합체 물질을 도입 할 수있게한다 이 기사에서, 실리콘 후 물질이 초 얇은 (300 nm 미만) 바카라 사이트이 미드를 사용하여 실리콘으로 옮기고, 트랜지스터를 400 ℃의 온도 또는 이하의 반도체 층을 중합체에 직접 결합하여 제조 하였다 바카라 사이트이 미드가 초충 반도체 활성 층에 직접 결합되어 실리콘의 성능을 능가하는 트랜지스터의 작동을 제조하고 입증 한 세계에서 처음입니다
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| 그림 1 실리콘 이후의 재료 백엔드 통합 기술 |
그림 2는 이번에 개발 된 백엔드 통합 고성능 트랜지스터를 제조하는 방법을 보여줍니다 먼저, 고품질의 ingaas 층 (300 nm)이 실리콘 이후 재료로 사용됩니다lttice 매칭인듐 인산 기질 (INP) 기질상에서 에피 택티로 성장한 (그림 2 (a)) 다음으로 접착제 바카라 사이트이 미드를 사용합니다스핀 코팅 방법로 코팅 된 실리콘 기판 에피 탁상 적으로 성장하는 기판은 역 결승된다 (도 2 (b)) 이 기사에서는 450 ° C 이상의 내열 저항성 (도 3)과 실리콘 후 재료를 결합하기위한 높은 접착력을 결합한 새로운 바카라 사이트이 미드를 개발했습니다 다음으로, INP 기판을 선택적으로 껍질을 벗기기 위해 실리콘 기판상의 얇은 잉가 아스 결정질 층을 수득 하였다 (도 2 (c)) 마지막으로, 트랜지스터는 제조 된 바카라 사이트이 미드/실리콘 기판상의 ingaas 결정 층을 사용하여 400 ℃ 이하의 공정 온도에서 형성되었다 (도 2 (d)) 바카라 사이트이 미드의 주요 장점은 결합제로서 매우 저렴하고 처리하기 쉽다는 것입니다 이제이 바카라 사이트이 미드를 사용하여 전송 공정 및 트랜지스터 제조 공정에서 저항을 확인했습니다
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| 그림 2 : 바카라 사이트머에 트랜지스터를 제조하는 방법 |
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그림 3 결합에 사용되는 바카라 사이트이 미드의 물리적 특성
약 500 ° C까지 체중 감량은 거의 없습니다 |
게이트 길이가 50 µmN- 타입 MOSFET의 성능을 보여줍니다 배수 전류-게이트 전압 특성으로부터, 2 개 이상의 크기의 온-오프 비율을 갖는 우수한 스위칭 특성과 배수 전류-드레인 전압 특성으로부터 명확한 선형 및 채도 영역이 관찰되었으며, 우수한 트랜지스터 작동이 수행되었음을 확인했다 (도 4, 왼쪽 및 중앙 다이어그램) 무화과 4 (오른쪽 다이어그램)은 전달 전에 INP 기판 및 바카라 사이트이 미드에서 IngaAS의 이동성 특성을 비교하는 것을 보여준다 바카라 사이트이 미드에서도 이동성은 최대 1000cm입니다2/vs를 초과하여 실리콘의 이동성의 약 2 배인 값을 나타냅니다 INP 기질과 비교하여, 낮은 캐리어 밀도 영역에서 약간의 이동성 감소가 관찰되지만, 높은 캐리어 밀도 영역에서 완벽하게 일관성이있다 트랜지스터 형성 동안, 바카라 사이트이 미드는 다양한 열 사이클 및 심지어 화학 처리에 노출되며, 초기에는 공정 중 오염원이었으며, 이는 트랜지스터 성능의 악화를 일으켰지만이 시간의 결과는 바카라 사이트이 미드가 시질 후 반도체에 대한 기질로서 기능한다는 것을 보여준다 또한, 전달 전후의 장치 특성에서 유의 한 악화가 관찰되지 않았기 때문에, 전달 공정은 반도체 층에 부작용이 없음을 발견했다 이번에는 실리콘 후 재료에 대한 바카라 사이트이 미드 및 저온 트랜지스터 제조 기술을 사용한 전송 기술이 입증되었으며, 백엔드 공정에서 중합체 재료를 쉽게 도입하고 실리콘 후 장치의 SI-LSI를 통합 할 수 있습니다 앞으로, 바카라 사이트이 미드 및 실리콘 이후 재료의 다양성을 활용하여 고성능 다기능 장치가 실현 될 것으로 예상됩니다
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그림 4 바카라 사이트이 미드에서 Ingaas N- 타입 MOSFET의 성능 on/off 비율의 두 자리 이상 (왼쪽 다이어그램)을 가진 좋은 스위칭 특성 명확한 선형 및 포화 영역이 관찰됩니다 (중앙보기) 바카라 사이트이 미드의 이동성은 실리콘의 두 배입니다 (오른쪽 이미지) |
향후, Ingaas와 같은 실리콘 이후 재료는 다양한 분야 및 환경에서 사용될 수 있습니다 예를 들어, 전자 장치와 광자 장치는 하나의 칩으로 만들어 질 것으로 예상되며, 이전 기술에서는 불가능한 성능, 다기능 성 및 통합이 높아질 것으로 예상됩니다 또한, 공정 저항에 대해 검증 된 바카라 사이트이 미드는 감광성 성능을 추가 할 수 있기 때문에, 바카라 사이트이 미드를 형성하고 배선에 미세 2 차 처리를 적용하는 것과 같은 고급 3D 스택 통합에 매우 효과적인 것으로 생각됩니다 앞으로 실리콘 이후 재료의 백엔드 통합 기술을 더욱 발전시키기 위해 필요한 경우 필요한 크기의 시일 리콘 후 재료를 공급하고 고성능 다기능 장치를 제작하기위한 기술을 개발할 계획입니다