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MOS構造を有する単一電子デバイスの作成とそのCMOSチップへの集積化の研究

MOS结构单一电子器件的制作及其集成到CMOS芯片中的研究

基本信息

批准号：
09233211
负责人：
平本俊郎
金额：
$ 1.73万
依托单位：
The University of Tokyo
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

本研究の目的は,Si単一電子デバイスを将来の超低消費電力デバイスととらえ,従来のVLSl M0Sデバイスと単一電子デバイスが将来同一チップ上に集積する技術を確立することてある.単一電子デバイスは,電子1個で動作する究極のデバイスであり,従来,金属や化合物半導体で研究が行われてきた.本研究では,既存のVLSIとの融合と共存を考慮して,シリコンで単一電子デバイスの試作評価を行った.本年度の成果は以下の通りである.(1)VLSIプロセスと互換性のあるプロセスを用いて,リソグラフィ限界を越えたポイントコンタクト構造を作製する技術を開発した.狭窄された部分の最小線幅は10nm以下,長さは約10nmである.(2)このプロセスを用いて極微細MOSFETを作製し,室温において単一電子トンネルによるクーロンブロッケード振動を観測すること成功した.(3)本デバイスを詳細に評価した結果,チャネルは1個のドットからなることを明らかにした.また,単一電子現象に加え,共鳴トンネル現象などの量子効果も起こっていることを明らかにし,ドット中の量子レベルと測定結果から求めることに成功した.(4)求めた充電エネルギーは約60meV,量子エネルギーは約30meV,ドットサイズは約6nmであった.(5) シリコン微結晶と用いた単一電子メモリの試作にも成功した.これらのデバイスとメモリは集積化に適していることを明らかにし,単一電子デバイスをVLSIチップに集積するための基礎検討を行った.

The purpose of this study is to establish a technology for future ultra-low power consumption in the same area. One electron, one electron. In this study, we consider the fusion and coexistence of existing VLSI, and evaluate the experimental results of VLSI. The results of this year are as follows: (1) The development of technology for the manufacture of VLSI structures with high interchangeability. The minimum amplitude of narrow part is below 10nm, and the length is about 10nm. (2)This is the first time that we've been able to measure the temperature of a MOSFET. (3)This article reviews the results in detail, and the results are as follows: 1. The quantum effect of the resonance phenomenon was determined successfully. (4)The charge is about 60meV, the quantum charge is about 30meV, and the charge is about 6nm. (5)The microcrystals were successfully applied to the first electron microscope. This is the first time that we have discussed the basic problems of VLSI integration.