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2重ゲート極微細MOSトランジスタによる単電子制御

使用双栅极超细 MOS 晶体管的单电子控制

基本信息

批准号：
09233221
负责人：
横山新
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

平成9年度は、平成8年度に我々が提案した二重ゲート極微細MOSトランジスタの室温での電気伝導特性のシミュレーションを行なうとともに、トランジスタを作製する要素技術の開発を行なった。二次元デバイスシミュレータを用いてトランジスタのポテンシャル形状の計算を行い、電子がトンネル可能な幅数nm、高さ数百meVのトンネル障壁がサイドウォール及び上部ゲート直下に形成可能であることを明らかにした。その障壁の高さは二重ゲートの二つのゲート電圧を変化させることにより制御可能であることが分かった。このトンネル障壁構造を理想的な一次元モデルとして取り扱い、トンネル電流の計算が可能なプログラムを作成し、室温でのトンネル電流の計算を行なった。その結果、10nmオーダのサイズの量子ドットを作製することにより、トンネル電流がゼロ電圧近傍で抑圧されるクーロンブロッケード現象が生じることがわかった。しかし、10^<17>/cm^3のSi基板濃度では熱励起電流がトンネル電流より大きいため、クーロンブロッケード効果は室温では観測困難である。我々は基板濃度を5×10^<18>/cm^3まで高くすることにより熱励起電流を減少させることが可能であることを見い出し、この問題を解決した。二重ゲート極微細MOSトランジスタ作製のための要素技術を確立するための実験を行なった。このトランジスタの作製において最も重要な要素技術は電子ビームリソグラフィーを用いて100nm以下のラインを描画する技術である。近接効果を用いることにより、100nmライン幅の描画技術を確立した。量子ビームリソグラフィーとアッシングによるレジストパターンの縮小技術を用いることによって40nm程度のゲート加工を実現した。

Heisei 9th year, Heisei 8th year に我々が proposal した二重ゲート extremely fine MOS トランジスタのroom temperature での电気伝Induced characteristics of のシミュレーションを行なうとともに, トランジスタをする element technology の开発を行なった. Two-dimensional diversion system Calculation of shapes of テンシャルの行い, number of possible images of electronic がトンネルnm, high hundreds of meV high barrier barrier and upper straight down tubes are possible.そのBarrier の高さは二重ゲートの二つのゲート电姧を変化させることによりcontrolpossibleであることが分かった.このトンネル barrier structure and ideal な one-dimensional モデルとしてtake り扱い, トンネル current The calculation is possible and the current calculation is done at room temperature. The result of その, 10nm オーダのサイズのquantum ドットを produced by することにより, トンネル电The flow of electric pressure is close to the pressure, and the pressure is suppressed.しかし、10^<17>/cm^3のSi substrate concentration ではThermal induced current がトンネルIt is difficult to measure the effect of large electric current and high voltage at room temperature. The substrate concentration is 5×10^<18>/cm^3 and the thermal excitation is high The current can be reduced and the problem can be solved. The element technology of the double ultra-fine MOS トランジスタ production is established.このトランジスタの产においてThe most important element technology は Electronics ビームリソグラフィーを Use いて100nm or less のラインを drawing technique である. The close-up effect has been established using 100nm いることにより and 100nm ライン drawing technology. Quantum Plug and Play Small technology is used to process the 40nm degree of いることによって.