先端トランジスタ(FinFET・GAA)
MoS2などの2次元材料をチャネルに使うトランジスタで、原子層堆積(ALD)によってHigh-kのゲート絶縁膜を均一に成膜しにくい主な理由として正しいものはどれか。
- A2次元材料は金属なので、絶縁膜と反応してしまうから
- B表面にダングリングボンドがほとんどなく、ALDの原料が吸着して膜が成長し始める場所が少ないから
- C2次元材料の表面は凹凸が大きく、ALDの原料が奥まで届かないから
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正解：B. 表面にダングリングボンドがほとんどなく、ALDの原料が吸着して膜が成長し始める場所が少ないから
2次元材料は層の表面に余った結合の手(ダングリングボンド)がないため、1 nm以下の厚さでも移動度が下がりにくいという長所があります。しかし同じ性質のために、ALDの原料が表面に化学的に吸着しにくく、膜は欠陥や粒界などから島状に成長して、薄く均一な絶縁膜になりにくくなります。プラズマを使う方法は膜を傷めやすいため、種となる薄い層を先につくるなどの工夫が研究されています。
- A. MoS2などは半導体で、金属ではありません。
- B. 正しい。表面が化学的に不活性なことが原因です。
- C. 表面は原子のレベルで平坦で、凹凸が原因ではありません。