産業技術総合研究所 ナノエレクトロニクス研究部門 連携研究体グリーン・ナノエレクトロニクスセンター特定集中研究専門員の臼田宏治氏らは，大規模集積回路（LSI）の3次元積層技術に向けた多結晶ゲルマニウム（Ge）トランジスタのp型動作とn型動作の両方を実現し，多結晶Ge-CMOSが実現可能であることを示した。

多結晶Geは、広く用いられている多結晶シリコン（Si）に比べ，より低温（500 ℃以下）で形成することができる。そのため，集積回路上に熱的ダメージを与えずにCMOS回路を直接積層することが可能であり，3次元LSIの要素技術として有望視されている。さらに，Ge中の電子と正孔の移動度はSiよりも高いために，高性能化や低電圧動作が期待される。

しかし，p型トランジスタの動作は実現していたが，これまでn型トランジスタの動作報告例はなく，CMOS回路の実現性は不明であった。今回，多結晶Geの結晶品質を向上させることで初めてnMOSFETの動作を実現し，多結晶GeのCMOS化が可能であることを示した。

さらに，pMOSFETでは，単結晶Si-pMOSFETに匹敵する，従来の3倍近い電流駆動力を達成した。これらの成果から，高性能多結晶Ge-CMOSを積層した3次元LSIの実現と，それによるLSIの大幅な小型化と高機能化，低消費電力化が期待される。今後は，多結晶GeのpMOSFETとnMOSFETを組み合わせたCMOS回路を絶縁膜上に形成し，回路動作の実証を目指す。さらに，Geの高い移動度を生かして，単結晶Si-CMOS回路を超える性能を目指す。

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