SiMISトンネル・エミッタ・トランジスタ(SiMISTET)の研究

本研究は,Si MISトンネル・エミッタ・トランジスタ(Si MIS TET)を高速動作させるために必要な微細化プロセスの開発および高速動作の実験的評価を目的に行われた.微細化プロセスの開発にあたっては,その基礎となる信頼性の高いプロセスの開発に成功した.高速動作性の評価に関しては,実験的による実証までは及ばなかったが,その理論的解析方法の指針を得た.以下に本研究の成果について述べる.Si MIS TETがバイポーラトランジスタとして安定に動作していることを明らかにし,低温においても電流増幅率は低下しないという通常のSiバイポーラトランジスタでは見られない特徴を見出した.それに加え,電流増幅率の値は過去のSimmonsらの報告よりも4倍大きいという結果が得られ,製作プロセスの信頼性が実証された.また,Si MIS TET動作時のベース電流が立ち上がるために要する電圧は大きく,この低減化のためには仕事関数の大きなエミッタ金属材料が必要であることを明らかにした.さらに,Si MIS TETの動作電流密度は,通常のSiバイポーラトランジスタのそれよりも1桁以上小さいが,反転層ベースの特徴より高速動作が可能であることが明らかにされた.特に,高速動作評価の基礎となるキャリアのベース走行時間について理論的に解析し,通常のSiバイポーラトランジスタのそれよりも,2桁以上高速であることが明らかにされた.

本研究は,Si MISトンネル・エミッタ・トランジスタ(Si MIS TET)を高速動作させるために必要な微細化プロセスの開発および高速動作の実験的評価を目的に行われた.微細化プロセスの開発にあたっては,その基礎となる信頼性の高いプロセスの開発に成功した.高速動作性の評価に関しては,実験的による実証までは及ばなかったが,その理論的解析方法の指針を得た.以下に本研究の成果について述べる.Si MIS TETがバイポーラトランジスタとして安定に動作していることを明らかにし,低温においても電流増幅率は低下しないという通常のSiバイポーラトランジスタでは見られない特徴を見出した.それに加え,電流増幅率の値は過去のSimmonsらの報告よりも4倍大きいという結果が得られ,製作プロセスの信頼性が実証された.また,Si MIS TET動作時のベース電流が立ち上がるために要する電圧は大きく,この低減化のためには仕事関数の大きなエミッタ金属材料が必要であることを明らかにした.さらに,Si MIS TETの動作電流密度は,通常のSiバイポーラトランジスタのそれよりも1桁以上小さいが,反転層ベースの特徴より高速動作が可能であることが明らかにされた.特に,高速動作評価の基礎となるキャリアのベース走行時間について理論的に解析し,通常のSiバイポーラトランジスタのそれよりも,2桁以上高速であることが明らかにされた.