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2004 Fiscal Year Annual Research Report

シリコン集積化デバイスの量子輸送特性に関する研究

Research Project

Project/Area Number 15560295
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

土屋 英昭  神戸大学, 工学部, 助教授 (80252790)

Keywords極微細Si MOSFET / 量子輸送 / バリスティック輸送 / 新型構造デバイス / 量子補正モンテカルロ法 / スケーリング則 / 微細化限界
Research Abstract

Si MOSFETの微細化に伴い,チャネル長の縮小化やゲート絶縁膜の薄層化といった寸法スケーリングだけでは,十分な性能向上が難しいことが顕在化してきた。これは,量子力学的効果や寄生抵抗増大等による素子微細化上の物理的限界が見え始めてきたことに起因する。このような状況の中で,更なる高性能化を実現するためには,従来の寸法スケーリングに加え,MOSFETのチャネル構造やソース端構造を見直す必要性が出てきた。本研究では,筆者が提案し開発を行っている量子補正モンテカルロ・デバイスシミュレータを用いて,ポストスケーリング時代におけるシリコン集積化デバイスの性能予測と新型構造デバイスの創出に向けた研究を行っている。
本年度は,電子電子散乱過程を考慮した量子補正モンテカルロ・分子動力学(QMC/MD)法に基づくデバイスシミュレータの開発を行った。そして本シミュレータを用いて,ナノスケールMOSFETの電流駆動力に関して詳細な検討を行った。ドレイン電流-ドレイン電圧特性の計算結果より,擬似バリスティック領域では,電子電子散乱が重要な役割を果たすことが分かった。そして,チャネル長がおよそ20nm以下にまで微細化されると,バリスティック電子の効果により電流駆動力が大幅に向上することを見出した。これらの結果は,バリスティック輸送を利用した電流駆動力の向上が,現在実用化研究が進められている歪によるチャネル移動度向上技術に続くテクノロジーブースターとして,サブ10nmの領域まで継続して期待できることを示している。
来年度は,MOSFETのデバイス性能をバリスティック極限に近づけるためのデバイス設計指針について研究を行う予定である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2004

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] ナノスケールMOSFETの電流雑音特性2004

    • Author(s)
      淺沼 昭彦
    • Journal Title

      第65回応用物理学会学術講演会 講演予稿集

      Pages: 783

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [Journal Article] 擬似バリスティック輸送下におけるMOSFETの電流駆動力2004

    • Author(s)
      土屋 英昭
    • Journal Title

      第65回応用物理学会学術講演会 講演予稿集

      Pages: 769

  • [Journal Article] ナノスケールDG-MOSFETの擬似バリスティック量子輸送特性2004

    • Author(s)
      土屋 英昭
    • Journal Title

      応用物理学会分科会 シリコンテクノロジー 65巻

      Pages: 85-90

  • [Journal Article] Comparison of Non-Equilibrium Green's Function and Quantum-Corrected Monte Carlo Approaches in Nano MOS Simulation2004

    • Author(s)
      Hideaki Tsuchiya
    • Journal Title

      Proc.10th Int.Workshop on Computational Electronics (IWCE10)

      Pages: 93-94

URL: 

Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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