Design of New Structure and New Material Devices by a Quantum Transport Simulator in Ultimately Scaled VLSIs

利用量子传输模拟器在最终规模化的 VLSI 中设计新结构和新材料器件

• 批准号: 21360171
• 负责人: OGAWA Matsuto
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360171/
• 关键词: 量子力学的シミュレーション; 非平衡グリーン関数法; 原子レベルシミュレーション; 第一原理バンド構造計算; 第一原理計算; 量子デバイスシミュレーション; 強束縛近似法; トンネルトランジスタ; ナノ構造トランジスタ; 量子細線トンネルトランジスタ; III-V属/Siヘテロ構造; グラーフェンナノリボン; 量子輸送解析; 非平衡グリーン関数; 多バンド強束縛近似; 複素バンド構造; 非平衡グリーン関数(NEGF)法; 擬スペクトル法; ブリッジ関数擬スペクトル法(B

：In recent years, advances in LSI technology based on the continuous scaling of metal-oxide-semiconductor (MOS) field-effect transistors (FETs) has enabled improvements in the switching speed，density，functionality, and cost of microprocessors. However，such downsizing now becomes a cause of reducing the device performance due to increasing leakage current and short channel effects. In this project，we have investigated, making use of a newly developed quantum transport simulator, the effectiveness of using the InAs/Si hetero-junction nanowire (NW) as a solution to the above problem，and influence of strain caused byhetero-junction on tunneling characteristics through hetero interface. As a result, the simulator enabled us to find that the InAs p-i-n structure shows most favorable characteristics in both the on-current and the sub-threshold slope and the p-Si-i-Si-n-InAs structure is the runner-up.

近年来，基于金属氧化物半导体（MOS）场效应晶体管（FET）的连续缩放的LSI技术的进步使得微处理器的开关速度、密度、功能和成本得以改进。然而，由于漏电流和短沟道效应的增加，这种小型化现在成为降低器件性能的原因。在本计画中，我们利用一个新发展的量子输运模拟器，研究使用InAs/Si异质接面奈米线（NW）作为解决上述问题的有效性，以及异质接面所造成的应变对异质界面隧穿特性的影响。结果表明，InAs p-i-n结构在导通电流和亚阈值斜率方面都表现出最好的特性，而p-Si-i-Si-n-InAs结构则处于第二位。

项目成果

Comparisons of Performance Potentials of Silicon Nanowire and Graphene Nanoribbon MOSFETs Considering First-Principles Bandstructure Effects

• DOI: 10.1109/ted.2009.2037365
• 发表时间: 2010-01
• 期刊: IEEE Transactions on Electron Devices
• 影响因子: 3.1
• 作者: H. Tsuchiya;H. Ando;S. Sawamoto;T. Maegawa;T. Hara;H. Yao;M. Ogawa

Device Physics and Simulation Techniques for Nanoscale SOI-MOSFETs

纳米级 SOI-MOSFET 的器件物理和仿真技术

• 发表时间: 2009
• 期刊: ECS Transactions 19
• 作者: Wei Wang;Hideaki Tsuchiya;Matsuto Ogawa
• 通讯作者: Matsuto Ogawa

Atomistic modeling of electron-phonon interaction and electron mobility in Si nanowires

硅纳米线中电子-声子相互作用和电子迁移率的原子建模

• DOI: 10.1063/1.3695999
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Applied Physics
• 影响因子: 3.2
• 作者: Y.Yamada;H.Tsuchiya;M.Ogawa
• 通讯作者: M.Ogawa

Impact of native interface asymmetry and electric field on spin-splitting in narrow gap semiconductor heterostructures

本征界面不对称性和电场对窄带隙半导体异质结构自旋分裂的影响

• 发表时间: 2011
• 期刊: J. Korean Phys. Soc.
• 作者: S. Souma;M. Ogawa
• 通讯作者: M. Ogawa

Parity induced edge-current saturation and current distribution in zigzag-edged graphene nano-ribbon devices

• DOI: 10.1007/s10825-011-0352-0
• 发表时间: 2011-06
• 期刊: Journal of Computational Electronics
• 影响因子: 2.1
• 作者: S. Souma;M. Ogawa;Takahiro Yamamoto;Kazuyuki Watanabe