1995 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選択成長技術」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)デジタル論理回路の構成要素であるインバータ回路を開発する。研究計画に沿って研究は進展し、最終年度においては、インバータ回路形式について検討を行った。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不可欠な「レベル回復機能と増幅率」を持った回路形式として、新しく回路的にフィードバック(帰還)のかかるフリップフロップ形のインバータ回路構成を提案した。この新しい帰還形インバータ回路の動作について計算機によるモンテカルロシミュレーションを用いて検討した結果、従来形インバータに比較し安定な動作を確認した。以上最終年度において、シングルエレクトロン論理回路を実現するための基本的なプロセス、デバイス、回路技術を確立した。

Research Products
(9 results)

All Other

All Publications (9 results)

[Publications] K. Tsubouchi: "Selective Al CVD Technology for ULSI(Invited Paper)" The 2nd Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing, Kyongju, Korea. (1995)
[Publications] K. Masu: "Stable Operation of Single Electron Logic Circuits with Feed-Back Loop" Ext. Abst. the 1995 Int. Conf. on Sold State Devices and Materials, Osaka. 1079-1080 (1995)
[Publications] H. Matsuhashi: "Mirror-Like Surface Morphology of CVD-Al on TiN by ClF_3 Pretreatment" Advanced Metallization for ULSI Applications in 1995, Tokyo. (1995)
[Publications] K. Masu: "Multilevel Metallization Based on Al CVD" 1996 Symposium on VLSI Technology, Hawaii, U. S. A.(To be presented). (1996)
[Publications] 坪内和夫: "選択Al CVD法によるSi基板上へのナノ構造形成" 表面化学. 16(10). 644-650 (1995)
[Publications] 松橋秀樹: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(II)" 1995年秋季第56回応用物理学会学術講演会(1995年8月). 26p-ZQ-12 (1995)
[Publications] 後藤晶央: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(III)" 1995年秋季第56回応用物理学会学術講演会(1995年8月). 26p-ZQ-13 (1995)
[Publications] 後藤晶央: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(IV)" 1996年春季第43回応用物理学関係連合講演会(1996年3月). (講演予定). (1996)
[Publications] 松橋秀樹: "ClF_3クリーニング後のTiN表面に堆積したCVD Al膜の抵抗率" 1996年春季第43回応用物理学関係連合講演会(1996年3月). (講演予定). (1996)

1995 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. Tsubouchi: "Selective Al CVD Technology for ULSI(Invited Paper)" The 2nd Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing, Kyongju, Korea. (1995)

[Publications] K. Masu: "Stable Operation of Single Electron Logic Circuits with Feed-Back Loop" Ext. Abst. the 1995 Int. Conf. on Sold State Devices and Materials, Osaka. 1079-1080 (1995)

[Publications] H. Matsuhashi: "Mirror-Like Surface Morphology of CVD-Al on TiN by ClF_3 Pretreatment" Advanced Metallization for ULSI Applications in 1995, Tokyo. (1995)

[Publications] K. Masu: "Multilevel Metallization Based on Al CVD" 1996 Symposium on VLSI Technology, Hawaii, U. S. A.(To be presented). (1996)

[Publications] 坪内 和夫: "選択Al CVD法によるSi基板上へのナノ構造形成" 表面化学. 16(10). 644-650 (1995)

[Publications] 松橋 秀樹: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(II)" 1995年秋季 第56回応用物理学会学術講演会(1995年8月). 26p-ZQ-12 (1995)

[Publications] 後藤 晶央: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(III)" 1995年秋季 第56回応用物理学会学術講演会(1995年8月). 26p-ZQ-13 (1995)

[Publications] 後藤 晶央: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(IV)" 1996年春季 第43回応用物理学関係連合講演会(1996年3月). (講演予定). (1996)

[Publications] 松橋 秀樹: "ClF_3クリーニング後のTiN表面に堆積したCVD Al膜の抵抗率" 1996年春季 第43回応用物理学関係連合講演会(1996年3月). (講演予定). (1996)

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Al CVD法によるSi基板上へのナノ構造形成" 表面化学. 16(10). 644-650 (1995)

[Publications] 松橋秀樹: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(II)" 1995年秋季第56回応用物理学会学術講演会(1995年8月). 26p-ZQ-12 (1995)

[Publications] 後藤晶央: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(III)" 1995年秋季第56回応用物理学会学術講演会(1995年8月). 26p-ZQ-13 (1995)

[Publications] 後藤晶央: "選択Al-CVD技術におけるプラズマレスClF_3表面クリーニング(IV)" 1996年春季第43回応用物理学関係連合講演会(1996年3月). (講演予定). (1996)

[Publications] 松橋秀樹: "ClF_3クリーニング後のTiN表面に堆積したCVD Al膜の抵抗率" 1996年春季第43回応用物理学関係連合講演会(1996年3月). (講演予定). (1996)