東大ら，ナノシート酸化物半導体トランジスタを開発

東京大学と奈良先端科学技術大学院大学は，原子層堆積法を用いて結晶化した酸化物半導体を形成する技術を開発し，トランジスタの高性能化と高信頼性化を実現した（ニュースリリース）。

データセンターやIoTエッジデバイスをインフラとしてビッグデータを利活用した社会サービスが日々創造されている。そのための基盤となるコンピューティング技術の中核をなす半導体は，大規模集積化が進められており，現在，三次元集積化により，さらなる高集積化と高機能化が進もうとしている。

従来のシリコン基板上に形成される半導体集積回路の配線層にトランジスタを形成することで，高機能回路を三次元積層して高集積化することができる。そのためには低温で形成できる半導体材料が必要であり，また，その材料を用いたトランジスタは高集積化のために微細化しても高性能・高信頼性を有する必要がある。

酸化物半導体は，低温で形成可能で，高性能であることから，現在，半導体の集積回路への応用の期待が高まっている。酸化物半導体を集積回路のトランジスタとして用いるには，トランジスタの微細化が可能であることが必須だが，従来のアモルファス酸化物半導体では微細化に必要なゲートオールアラウンド構造の実現が困難だった。

研究グループは，結晶化酸化物半導体の形成技術を開発した。具体的には原子層堆積法で酸化物半導体InGaOx（IGO）のナノ薄膜を成膜し，熱処理を行なうことで平坦かつ均一に結晶化したIGOの形成技術を開発し，トランジスタの高性能化・高信頼性化が可能となった。

次に同技術を用いてIGOのナノ薄膜と犠牲層の間に高いエッチング選択比を実現し，ゲートオールアラウンド型酸化物半導体トランジスタのプロセスを開発し試作・評価した。その結果，オン電流326μA/μm（電源電圧1.2V），トランスコンダクタンス689μS/μmを有し，ノーマリーオフ動作する，世界最高性能のゲートオールアラウンド型酸化物半導体トランジスタを実現した。

また，バイアスストレス閾値電圧シフトも単一ゲートトランジスタに対して大幅に改善し，高信頼性も実現した。

研究グループは，この技術により，半導体のさらなる高集積化とそれによる高機能化が可能になり，ビッグデータを利活用する社会サービスの展開が期待されるとしている。