1994 Fiscal Year Annual Research Report

シングルエレクトロン・トランジスタの開発

Research Project

Project/Area Number	05555085
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	坪内和夫東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30006283)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	益一哉東北大学, 電気通信研究所, 助教授 (20157192)
Keywords	クーロンブロケード / トンネル接合 / シングルエレクトロントランジスタ / 選択成長 / Al / Al CVD
Research Abstract	トンネル絶縁膜を介して形成された極微小容量におけるSingle Electron Tunneling現象は、究極の「1電子スイッチ」への可能性を秘めている。従来、この現象は30K〜mKの極低温で観測されていたが、平面寸法10nmオーダーの極微小容量を再現良く形成できるならば、室温動作シングルエレクトロン・トランジスタの実現が可能である。本研究では、デジタル演算素子を目指したシングルエレクトロン・トランジスタを開発する。具体的には、申請者らが極微細加工技術として開発してきた「アトミックレジストプロセス」、「単結晶Al選択成長」を基礎として、(1)寄生容量を極力低減した300K〜77Kで動作するシングルエレクトロン・ボックス及びトランジスタ、(2)デジタル倫理回路の構成要素であるインバータ回路を開発する。研究計画に沿って、ますプロセス技術の確立に関して、単結晶Al成長前に下層金属層の表面をクリーニングする方法として、ClF_3を用いたプラズマレス・ドライクリーニング技術を確立した。これにより、従来プロセス途中で大気暴露した金属表面には極薄酸化層が存在し、Al成長が不安定になっていた問題点を解決できた。シングルエレクトロン・ボックスを縦続接続した従来形のシングルエレクトロン・トランジスタは充分な増幅率を持たないので、抵抗負荷形や容量負荷形インバータでは、デジタル論理回路用インバータとして充分な「レベル回復機能と増幅率」の確保が困難である。デジタル論理回路動作に必要な「レベル回復機能と増幅率」を持った回路形式、デバイス構造について、検討を開始した。研究計画に沿って研究は進展しており、最終年度においてシングルエレクトロン倫理回路を実現するためのプロセス、デバイス、回路技術を確立できる見通しは立っている。

Research Products
(11 results)

All Other

All Publications (11 results)

[Publications] K.Masu: "Contribution of Electrons to Al CVD on A Si Surface by Photo-Excitation" Applied Surface Science. 79/80. 237-243 (1994)
[Publications] K.Tsubouchi: "Metal CVD Technology" Transactions on Material Research society Japan. 14B. 1327-1332 (1994)
[Publications] K.Tsubouchi: "Precursor Design and Selective Aluminum CVD(lnvited Paper)" The 4th European Vauum Conference and 1st Swedish Vacuum Meeting.Uppsala,Swedon. Orals-34 (1994)
[Publications] K.Masu: "Atomic Hydrogen Resist Process with Electron beam Lithography for selective Al Pattering(lnvited Paper)" The 38th International Symposium on Electron,Ion and Photon Beams(EIPB′94),New Orleans,U.S.A. C2 (1994)
[Publications] K.Masu: "Selective Al CVD Technology for ULSI Application(Invited Paper)" Advanced Metallization for ULSI Applications in 1994,Austin,U.S.A. Session 9 (1994)
[Publications] K.Masu: "Atomic Hydrogen Resist Process with Electron Beam Lithography for Selective Al Patterning" Journal of Vacuum Science & Technology. B12. 3270-3274 (1994)
[Publications] K.Tsubouchi: "Selective Al CVD Technology for ULSI(Invited Paper)" The 2nd Pacific Rim Interational Conference on Advanced Materials and Processing,Kyongju,Korea. To be presented. (1995)
[Publications] 坪内和夫: "選択AlCVD技術によるナノ構造形成" 個体物理. 29. 13-19 (1994)
[Publications] 松橋秀樹: "DMAHを用いたCVD-Al膜の表面モルフォロジーの改善" 1994年秋季第55回応用物理学会学術講演会(1994年9月). 21a-ZD-7 (1994)
[Publications] 松橋秀樹: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスCIF_3表面クリーニング" 1995年春季第42回応用物理学関係連合講演会(1995年3月). 講演予定. (1995)
[Publications] 鄭周赫: "in-situ CIF_3前処理によるブランケットAlCVD" 1995年春季第42回応用物理学関係連合講演会(1995年3月). 講演予定. (1995)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

シングルエレクトロン・トランジスタの開発

Principal Investigator

坪内 和夫 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30006283)

Research Products

[Publications] K.Masu: "Contribution of Electrons to Al CVD on A Si Surface by Photo-Excitation" Applied Surface Science. 79/80. 237-243 (1994)

[Publications] K.Tsubouchi: "Metal CVD Technology" Transactions on Material Research society Japan. 14B. 1327-1332 (1994)

[Publications] K.Tsubouchi: "Precursor Design and Selective Aluminum CVD(lnvited Paper)" The 4th European Vauum Conference and 1st Swedish Vacuum Meeting.Uppsala,Swedon. Orals-34 (1994)

[Publications] K.Masu: "Atomic Hydrogen Resist Process with Electron beam Lithography for selective Al Pattering(lnvited Paper)" The 38th International Symposium on Electron,Ion and Photon Beams(EIPB′94),New Orleans,U.S.A. C2 (1994)

[Publications] K.Masu: "Selective Al CVD Technology for ULSI Application(Invited Paper)" Advanced Metallization for ULSI Applications in 1994,Austin,U.S.A. Session 9 (1994)

[Publications] K.Masu: "Atomic Hydrogen Resist Process with Electron Beam Lithography for Selective Al Patterning" Journal of Vacuum Science & Technology. B12. 3270-3274 (1994)

[Publications] K.Tsubouchi: "Selective Al CVD Technology for ULSI(Invited Paper)" The 2nd Pacific Rim Interational Conference on Advanced Materials and Processing,Kyongju,Korea. To be presented. (1995)

[Publications] 坪内 和夫: "選択AlCVD技術によるナノ構造形成" 個体物理. 29. 13-19 (1994)

[Publications] 松橋 秀樹: "DMAHを用いたCVD-Al膜の表面モルフォロジーの改善" 1994年秋季 第55回応用物理学会学術講演会(1994年9月). 21a-ZD-7 (1994)

[Publications] 松橋 秀樹: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスCIF_3表面クリーニング" 1995年春季 第42回応用物理学関係連合講演会(1995年3月). 講演予定. (1995)

[Publications] 鄭 周赫: "in-situ CIF_3前処理によるブランケットAlCVD" 1995年春季 第42回応用物理学関係連合講演会(1995年3月). 講演予定. (1995)

坪内和夫東北大学, 電気通信研究所, 教授 (30006283)

[Publications] 坪内和夫: "選択AlCVD技術によるナノ構造形成" 個体物理. 29. 13-19 (1994)

[Publications] 松橋秀樹: "DMAHを用いたCVD-Al膜の表面モルフォロジーの改善" 1994年秋季第55回応用物理学会学術講演会(1994年9月). 21a-ZD-7 (1994)

[Publications] 松橋秀樹: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスCIF_3表面クリーニング" 1995年春季第42回応用物理学関係連合講演会(1995年3月). 講演予定. (1995)

[Publications] 鄭周赫: "in-situ CIF_3前処理によるブランケットAlCVD" 1995年春季第42回応用物理学関係連合講演会(1995年3月). 講演予定. (1995)