室温動作シリコン単電子トランジスタの作製とその回路応用及び集積化

室温硅单电子晶体管的制作、电路应用与集成

• 批准号: 07J01966
• 负责人: 宮地 幸祐
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J01966/
• 关键词: シリコン

以前本研究室で提案された薄膜埋め込み酸化膜(BOX)を有する完全空乏型MOSFETを用いた低消費電力化技術を室温動作シリコン単電子トランジスタと組み合わせることで、シリコン単電子トランジスタに更なる機能性を追加する研究を行った。具体的には、薄いBOX下の基板に伸びる空乏層を基板バイアスで変調することで基板バイアス係数を可変にし、シリコン単電子トランジスタのクーロンプロッケード振動の鋭さを変調することを提案した。空乏層が伸びて基板が空乏状態にあるときは基板の容量が小さくなるためにクーロンプロッケード振動は鋭く(振動の半値幅が小さく)なり、BOX-基板界面が蓄積・反転状態にあるときは基板の容量が大きくなって振動が緩く(半値幅が大きく)なる。室温動作、及び従来の低温動作シリコン単電子トランジスタを実際に作製、ともにデバイスの電気特性からデバイス容量を抽出することでその有効性を定量的に実証することができた。これにより、今まで温度のみでしか変調ができないとほぼ考えられてきたクーロンプロッケード振動の鋭さが電気的に、しかもデバイスを作製した後に安定して変調可能となり、シリコン単電子トランジスタの機能性と制御性がさらに増した。この結果はアメリカ応用物理学会主催の英文レター論文誌AppliedPhysicsLettersの2007年(91巻)の記事番号053509号に掲載された。また、本手法を我々の研究室から過去に提案されたシリコン単電子トランジスタを用いたアナログパターンマッチング回路に組み込むことが可能である。アナログパターンマッチング回路は、記憶されたデータと入力の類似度を計算する回路だが、本手法のクーロンプロッケードの鋭さを変調することで、類似度計算の判定の厳しさを調整することが可能となる。

Before this research proposed で さ れ た film buried め 込 み acidification membrane (BOX) を す る type completely empty of MOSFET を with い た low power consumption technology を room temperature action シ リ コ ン 単 electronic ト ラ ン ジ ス タ と group み close わ せ る こ と で, シ リ コ ン 単 electronic ト ラ ン ジ ス タ に more な る functional を additional す る を line っ た. Under the specific に は, thin い BOX の substrate に stretch び る depletion layer を substrate バ イ ア ス で - adjustable す る こ と で substrate バ イ ア を ス coefficient can be - に し, シ リ コ ン 単 electronic ト ラ ン ジ ス タ の ク ー ロ ン プ ロ ッ ケ ー ド vibration の sharp さ を - adjustable す る こ と を proposal し た. Depletion layer が stretch び て substrate が empty state に あ る と き は substrate の small capacity が さ く な る た め に ク ー ロ ン プ ロ ッ ケ ー ド vibration は sharp く (vibration の half numerical picture が small さ く) な り, BOX - substrate interface が accumulation, the state planning に あ る と き は substrate の large capacity が き く な っ て vibration が slow く (half numerical が big picture き く) な る. Room temperature action, and び 従 の low temperature action シ リ コ ン 単 electronic ト ラ ン ジ ス タ を be interstate に system, と も に デ バ イ ス の electric 気 features か ら デ バ イ ス を spare capacity す る こ と で そ の have sharper sex を quantitative に card be す る こ と が で き た. こ れ に よ り, today ま で temperature の み で し か - adjustable が で き な い と ほ ぼ exam え ら れ て き た ク ー ロ ン プ ロ ッ ケ ー ド vibration の sharp さ が electric 気 に, し か も デ バ イ ス を cropping し た に stability after し て - adjustable may と な り, シ リ コ ン 単 electronic ト ラ ン ジ ス タ の functional と system royal sex が さ ら に raised し た. The <s:1> <s:1> result アメリカ応 アメリカ応 was published in the journal of AppliedPhysicsLetters, 2007 (Volume 91), with the journal number 053509 に and published された. ま た, this technique を I 々 の laboratory か ら past に proposal さ れ た シ リ コ ン 単 electronic ト ラ ン ジ ス タ を with い た ア ナ ロ グ パ タ ー ン マ ッ チ ン グ loop に group み 込 む こ と が may で あ る. ア ナ ロ グ パ タ ー ン マ ッ チ ン は グ circuit, memory さ れ た デ ー タ と を の similar degrees into force calculation す る loop だ が, this technique の ク ー ロ ン プ ロ ッ ケ ー ド の sharp さ を - adjustable す る こ と で, similar to calculate の judgement の 厳 し さ を adjustment す る こ と が may と な る.

项目成果

Control of full width at half maximum of Coulomb oscillation in silicon single-hole transistors at room temperature

室温下硅单孔晶体管库仑振荡半峰全宽的控制

• 发表时间: 2007
• 期刊: Applied Physics Letters Vol. 91, No. 5
• 作者: Kousuke Miyaji;Toshiro Hiramoto
• 通讯作者: Toshiro Hiramoto