MOSトランジスタの高移動度化とバリスティック極限における電子輸送特性の研究

MOS晶体管高迁移率及弹道极限电子输运特性研究

基本信息

项目摘要

本研究では, ナノスケール半導体電子デバイスにおける非平衡状態の電子および熱輸送特性を解明することを目的としている. 最終年度となる本年度は, 特徴的なサイズが40nm程度のナノスケール電界効果型トランジスタの実験的な電気・熱特性の評価および解析を行った。4端子ゲート抵抗法による手法により, ナノスケール素子の動作温度を高精度に測定することに成功した. 従来量産されてきたバルクトランジスタに加えて, 近年導入が検討されている極薄膜埋め込み酸化膜を有するSilicon-On-Insulaterトランジスタ(UT BOX SOIトランジスタ)の評価を行った. その結果, これまでのLSI開発では無視されてきたバルクトランジスタの温度上昇がナノスケールにおいては無視できない程大きいということをはじめて明らかにした. さらに, 素子温度のサイズ依存性の結果から, この温度上昇が半導体中に電流を流すために導入するドーパント不純物に由来することを示した. 次にSOIトランジスタにおいて, 埋め込み酸化膜層の膜厚を薄くすることで動作温度を低減できることを示した. 10nm以下の埋め込み酸化膜厚における温度低減効果は本研究ではじめて示されたものである. また, チャネル部シリコン層(SOI層)の膜厚によって素子の温度が変化することを観測し, これがシリコン熱伝導率のサイズ効果に起因することを示した。以上で得られた結果に基づき, UT BOX SOIトランジスタの設計指針を示した. ナノスケールのUT BOX SOIトランジスタにおいては, 埋め込み酸化膜層下部の不純物ドーピング濃度を最適な値にすることが, 電気特性・熱特性両面の観点から非常に重要となることがわかった.
The purpose of this study is to understand the electron and heat transport characteristics of semiconductor in nonequilibrium state. This year, the analysis of the electrical and thermal characteristics of the characteristic particles at the level of 40nm was carried out. 4. The terminal resistance method is successful in measuring the operating temperature of the element with high accuracy. In recent years, the introduction of Silicon-On-insulator (UT BOX SOI) technology has been discussed and evaluated. As a result, the LSI development has been ignored, and the temperature rise of the LSI has been ignored. As a result of the dependence of the electron temperature, the current in the semiconductor is induced by the temperature increase. The film thickness of the silicon oxide film is thin, and the operating temperature is low. Under 10nm, the film thickness of the acid film is reduced. The film thickness of the silicon layer (SOI layer) is measured and the thermal conductivity of the silicon layer is measured. Based on the above results, the design guidelines for the UT BOX SOI design are shown. The optimum impurity concentration in the lower part of the acidified film layer is very important for the electrical characteristics and thermal characteristics of the UT BOX SOI.

项目成果

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Thermal-aware device design of nanoscale bulk/SOI FinFETs: Suppression of operation temperature and its variability
纳米级体/SOI FinFET 的热感知器件设计:工作温度及其变化的抑制
熱特性モデル化による回路中のFinFET動作温度評価手法
使用热特性建模的电路中 FinFET 工作温度评估方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋綱己;小田俊理;内田建
  • 通讯作者:
    内田建
Thermal-aware device design of nanoscale Bulk/SOI FinFETs
纳米级 Bulk/SOI FinFET 的热感知器件设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Takahashi;N. Beppu;K. Chen;S. Oda;K. Uchida
  • 通讯作者:
    K. Uchida
4端子ゲート抵抗法によるナノスケールバルク/極薄膜BOX SOI MOSFET動作温度の評価
使用 4 端子栅极电阻法评估纳米级体/超薄膜 BOX SOI MOSFET 工作温度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋綱己;松木武雄;品田賢宏;井上靖朗;内田建
  • 通讯作者:
    内田建
デバイスシミュレータを用いたナノスケールBulk/SOI FinFET熱等価回路モデルの導出
使用器件模拟器推导纳米级 Bulk/SOI FinFET 热等效电路模型
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋綱己;別府伸耕;小田俊理;内田建
  • 通讯作者:
    内田建
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高橋 綱己其他文献

物質拡散から配位子交換反応への律速プロセス変調による水熱合成ZnOナノワイヤの劇的な成長促進
通过从质量扩散到配体交换反应的限速过程调节,显着促进水热合成的 ZnO 纳米线的生长
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    酒井 大樹;長島 一樹;吉田 秀人;井上 暉英;中村 千枝;金井 真樹;Yong He;Guozhu Zhang;高橋 綱己;竹田 精治;柳田 剛
  • 通讯作者:
    柳田 剛
水熱合成酸化亜鉛ナノワイヤのドーピングにおける不純物イオン半径の影響
杂质离子半径对水热合成氧化锌纳米线掺杂的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    永松 佑基;長島 一樹;山下 大貴;酒井 大樹;井上 暉英;中林 賢太郎;高橋 綱己;Guozhu Zhang;Yong He;金井 真樹;柳田 剛
  • 通讯作者:
    柳田 剛
水熱合成ZnOナノワイヤ結晶成長における油水混合溶媒の役割
油水混合溶剂在水热合成ZnO纳米线晶体生长中的作用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    秋廣 侑哉;長島 一樹;高橋 綱己;細見 拓郎;金井 真樹;柳田 剛
  • 通讯作者:
    柳田 剛
Flexible Textile Chemical Sensor Based on Millimeter-Long Tungsten Oxide Nanowires
基于毫米长氧化钨纳米线的柔性纺织化学传感器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Guozhu Zhang;長島 一樹;吉田 秀人;高橋 綱己;細見 拓郎;金井 真樹;竹田 精治;柳田 剛
  • 通讯作者:
    柳田 剛
都市養蜂はちみつのラベルデザイン 及び地域価値が購買意欲に与える影響
城市养蜂蜂蜜标签设计及区域价值对购买意愿的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    1.細見 拓郎;Chen Wang;長島 一樹;高橋 綱己;金井 真樹;Guozhu Zhang;柳田 剛;林 茄慧
  • 通讯作者:
    林 茄慧

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