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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
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
项目状态：
已结题
起止时间：
1997 至 --
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09233211/
关键词：
単電子デバイスMOSFETクーロンブロッケード共鳴トンネル量子効果VLSIデバイス異方性エッチング量子ドット

项目摘要

项目成果

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翻译
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.
英文摘要
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.
期刊论文(7)
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会议论文
Hiroki Ishikuro: "Quantum mechanical effects in the silicon quantum dot in a single-electron-transistor" Applied Physics Letters. 71,25. 3691-3693 (1997)
Hiroki Ishikuro：“单电子晶体管中硅量子点的量子力学效应”应用物理快报。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Toshiro Hiramoto: "Room Temperature Coulomb Blockade and Low Temperature Hopping Transport in a Multiple-Dot-Channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-" Japanese Journal of Applied Physics. 36,6B. 4139-4142 (1997)
Toshiro Hiramoto：“多点通道金属氧化物半导体场效应中的室温库仑封锁和低温跳跃传输”日本应用物理学杂志。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Toshiro Hiramoto: "Coulomb Blockade in VLSI-Compatible Multiple-Dot and single-Dot MOSFETs" International Journal of Electronics. (発表予定). (1998)
Toshiro Hiramoto：“VLSI 兼容的多点和单点 MOSFET 中的库仑阻塞”《国际电子杂志》（即将出版）。
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
Hiroki Ishikuro: "Fabrication of Si Point Contact MOSFETs Acting as Single Electron Transistors at Room Temperature" Abstracts of Silicon Nanoelectronics Workshop 1997. 64-65 (1997)
Hiroki Ishikuro：“室温下充当单电子晶体管的硅点接触 MOSFET 的制作”硅纳米电子研讨会摘要 1997 年。64-65 (1997)
DOI： --
发表时间：
期刊：
影响因子： --
作者： []
通讯作者：
共 7 条
    三次元集積化に向けたスケーラブルな積層構造シリコン量子ビットに関する研究
    • 批准号：
      19H00754
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
    • 资助金额：
      $28.87万
    • 财政年份：
      2019
    • 负责人：
      平本 俊郎
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    シリコン量子ドット中のクローンブロッケードを利用したメモリデバイスの研究
    • 批准号：
      02F02810
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $0.38万
    • 财政年份：
      2002
    • 负责人：
      平本 俊郎
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    超低消費電力向け微細MOSトランジスタの研究
    • 批准号：
      02F00821
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $0.83万
    • 财政年份：
      2002
    • 负责人：
      平本 俊郎
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    シリコン量子ドット中のクーロンブロッケードを利用したメモリデバイス
    • 批准号：
      02F00810
    • 项目类别：
      Grant-in-Aid for JSPS Fellows
    • 资助金额：
      $0.83万
    • 财政年份：
      2002
    • 负责人：
      平本 俊郎
    • 依托单位：
      The University of Tokyo
    国内基金
    海外基金
    空间辐射环境下沟槽型SiC MOSFET器件栅氧长期可靠性研究
    • 批准号：
      2026JJ60454
    • 项目类别：
      省市级项目
    • 资助金额：
      --
    • 批准年份：
      2026
    • 负责人：
      桂庆忠
    • 依托单位：
      湖南大学
    SiC MOSFET瞬态开关建模与开关振荡抑制研究
    • 批准号：
    • 项目类别：
      省市级项目
    • 资助金额：
      --
    • 批准年份：
      2025
    • 负责人：
      于安宁
    • 依托单位：
      重庆科技大学
    SiC MOSFET器件多时间尺度电热应力栅极主动控制研究
    氧化镓双沟槽MOSFET电荷输运与电场调控机理及实现
    • 批准号：
      62504045
    • 项目类别：
      青年科学基金项目（C类）
    • 资助金额：
      30.00万元
    • 批准年份：
      2025
    • 负责人：
      许晓锐
    • 依托单位：
      福州大学