ナノドットオートマトン用シリコン連結ドット構造における単電子トンネル特性制御

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15360163
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Shizuoka University
• Principal Investigator: 池田 浩也 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (00262882)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石川 靖彦 静岡大学, 電子工学研究所, 助手 (60303541) ; 田部 道晴 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)
• Keywords: シリコンドット / マルチドットチャネルトランジスタ / ナノドットオートマトン / 単電子・単正孔特性 / 光照射 / サイドゲート

Research Abstract

ナノドットオートマトンや超低消費型単電子メモリ、高感度光センサーへの応用を鑑み、我々は独自の手法によりシリコンドットを二次元的に敷き詰めたマルチドット構造を有するトランジスタを作製し、その単電子特性を評価してきた。本年度は特に、単電子・単正孔特性に対する光照射およびサイドゲートの効果について以下の成果を得た。
(1)単電子・単正孔特性に与える光照射効果
二次元マルチドットチャネルトランジスタにハロゲン光を照射してその単正孔特性の変化を調べた。その結果、光照射により新たな電流ピークが現れる現象を観測した。また、別の試料では、光照射によりピーク位置がゲート電圧方向にシフトする現象を示した。これらの結果は、光照射により単電子特性を変調できることを示している。さらにシミュレーションによる解析により、これらの光応答特性が、光励起された単電子のドットにおける捕獲・放出に起因することを明らかにした。
(2)サイドゲートによる電流経路の制御
二次元マルチドットチャネルトランジスタにサイドゲートを付加するプロセス技術を開発し、デバイスの試作に成功した。その単電子特性では、サイドゲートを正バイアスに印加することにより、一部の電流ピークのみがゲート電圧方向にシフトする現象を観察した。この結果は、チャネル内に複数の電流経路が存在し、その一方の経路のみがサイドゲート電圧により変化することを強く示唆している。

Research Products

• [Publications] R.Nuryadi et al.: "Ambipolar Coulomb blockade characteristics in a two-dimensional Si multi-dot device"IEEE Trans.Nanotechnol.. 2. 231-235 (2003)
• [Publications] 池田 浩也 他: "シリコン多重ドット構造における単電子伝導の光応答特性"信学技報(IEICE). SDM2003-192. 81-85 (2003)