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次世代トランジスタに向けた酸化膜近傍におけるキャリア散乱モデルの確立

Research Project

Project/Area Number 14J05405
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Electron device/Electronic equipment
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

田中 貴久  慶應義塾大学, 理工学部, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,680,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2015: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsトランジスタ / 移動度 / キャリア輸送 / キャリア散乱 / ナノワイヤ
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,酸化膜近傍におけるキャリア散乱機構のモデリングを行うことを目的としている.最終年度となる本年度は,酸化膜近傍におけるフォノン散乱の変形ポテンシャルのモデリングと,クーロン散乱に影響する酸化膜近傍でのイオン化エネルギーの上昇のモデリングを行った.
まず,フォノン散乱の変形ポテンシャルのモデリングでは,薄膜Silicon-On-Insulator(SOI)トランジスタ中の移動度の温度依存性を測定した.実験的な移動度の温度依存性に対して計算値を比較することにより,酸化膜近傍の変形ポテンシャル上昇を考慮することが,正確な移動度の温度依存性の再現に必要であることを明らかにした.さらに,変形ポテンシャル上昇を考慮したモデルで,薄膜SOIトランジスタに加えてバルクSiトランジスタとジャンクションレス厚膜SOIトランジスタの移動度も統一的に説明できることを明らかにした.
また,クーロン散乱に影響する酸化膜近傍のイオン化エネルギー上昇のモデリングでは,薄膜SOIトランジスタ中のイオン化エネルギーをキャリア濃度の温度依存性から実験的に求めた.得られたイオン化エネルギーを計算値と比較することで,任意の不純物濃度における,酸化膜近傍でのイオン化エネルギーを記述するモデルの構築に成功した.このモデルにより,高不純物濃度における酸化膜近傍のイオン化率を評価できるようになったため,クーロン散乱に寄与するイオン化不純物の量をより正確に見積もれると期待される.

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2016 2014

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Deionization of dopants in silicon nanofilms even with donor concentration of greater than 1E19 cm-32016

    • Author(s)
      T. Tanaka, Y. Kurosawa, N. Kadotani, T. Takahashi, S. Oda, and K. Uchida
    • Journal Title

      Nano Letters

      Volume: 16 Issue: 2 Pages: 1143-1149

    • DOI

      10.1021/acs.nanolett.5b04406

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 誘電率ミスマッチによる高ドープSi薄膜中の不純物のイオン化エネルギー上昇の解析2016

    • Author(s)
      田中 貴久,高橋 綱己,内田 建
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都・目黒区大岡山)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Diameter Dependence of Scattering Limited Transport Properties of Si Nanowire MOSFETs under Uniaxial Tensile Strain2014

    • Author(s)
      Takahisa Tanaka, Kohei Itoh
    • Organizer
      The International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices 2014
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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