ロジック半導体の性能向上に貢献、産総研と都立大が次世代トランジスタ材料を開発：FAニュース

産業技術総合研究所は、ロジック半導体の性能向上に貢献するトランジスタ材料を開発した。接触界面抵抗の低減技術の開発により、n型MoS2トランジスタの性能向上への貢献が期待できる。

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　産業技術総合研究所（産総研）は2023年2月10日、東京都立大学と共同で、ロジック半導体の性能向上に貢献するトランジスタ材料を開発したと発表した。接触界面抵抗の低減（低コンタクト抵抗）技術の開発により、n型MoS₂トランジスタの性能向上への貢献が期待できる。

　両者は同研究において、三テルル化二アンチモン（Sb₂Te₃）と二硫化モリブデン（MoS₂）の異種層状物質界面（ファンデルワールス界面）の作製に成功した。いずれも良好な結晶性を持つ層状構造になっており、原子配列が一致。これらの積層膜がファンデルワールス界面を有することを確認した。

低コンタクト抵抗を有するMoS₂トランジスタ。（左）トランジスタの模式図、（右）Sb₂Te₃、MoS₂界面を拡大した透過電子顕微鏡（TEM）の画像［クリックで拡大］ 出所：産業技術総合研究所

Sb₂Te₃、MoS₂界面のTEM写真および対応する原子配列［クリックで拡大］ 出所：産業技術総合研究所

　スパッタリング法を用いて原子レベルで制御されたSb₂Te₃層状物質を形成、単層のMoS₂上に成膜することで、トランジスタのコンタクト抵抗の大幅な低減に成功した。また、Sb₂Te₃の高い熱安定性により、同技術で作製したMoS₂トランジスタは、半導体製造工程に対して十分な耐熱性を示すことが期待される。

450℃熱処理後のSb₂Te₃、MoS₂断面の電子顕微鏡写真およびラマンスペクトル［クリックで拡大］ 出所：産業技術総合研究所

　MoS₂は次世代トランジスタのチャネル用半導体材料として注目されているが、一般的な金属電極とMoS₂接触面の高いコンタクト抵抗が、トランジスタの高性能化の妨げとなっていた。同技術が、次世代ロジック半導体として期待される2次元材料トランジスタの高性能化に貢献する。

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