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2010 Fiscal Year Annual Research Report

シリコン・シングルドーパント・エレクトロニクス

Research Project

Project/Area Number 20241036
Research InstitutionNTT Basic Research Laboratories

Principal Investigator

小野 行徳  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 主幹研究員 (80374073)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西口 克彦  日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 特別研究員 (00393760)
土屋 敏章  島根大学, 総合理工学部, 教授 (20304248)
堀口 誠二  秋田大学, 工学資源学研究科, 教授 (60375219)
Keywordsナノ・マイクロ科学 / マイクロ・ナノデバイス / ナノ物性制御 / シングルドーパント / 単一電子制御
Research Abstract

本研究は、シリコントランジスタ中のドナー(あるいはアクセプター)の位置同定、及びドーパントレベルを用いた新しい素子の開発を目指している。22年度は、主に以下の成果があった。
1 リンドープ薄層SOIにおける巨大シュタルク効果とリンドナー電子離脱過程の観測
リンをドープした薄層SOIを用いて、エレクトロルミネッセンス測定を行い、巨大シュタルク効果を観測するとともに、DO-hラインの電界依存性を調べ、急峻な強度現象がリンドナー電子離脱過程に関連していることを明らかにした。本結果は、リンドナーを用いた電荷操作を実現する上で重要な知見である。(J. Noborisaka et. al., Appl. Phys. Lett.掲載)。
2 ドーパントリッチ環境下での単一ドーパントを介した電流測定
ドーパントリッチ環境下においても、電流電圧特性の立ち上がり電圧では、その電流が単一のドーパントにより支配されていることを明らかにした。また、その電荷状態変化を、KFMを用いて観測した。(M. Tabe et. al., Phys. Rev. Lett.掲載)。
3 チャージポンピング法の基礎実験
極微小ゲートのMOSトランジスタを用いて,高精度・高精細なチャージポンピング測定を実施し,これまでに観測できなかった微小信号を検出した.詳細な検討を行い,個々のMOSトランジスタに含まれる界面トラップ数をより正確に評価できる新たな評価法を考案した.
4. トランジスタ中ドーパントの荷電状態.
pチャネル極薄SOI MOSFET内のボロンの荷電状態を考慮して、有効質量方程式とポアッソン方程式を連立して解くことによりホール密度のゲート電圧依存性を計算し、実験結果が定性的に説明できることを明らかにした。

  • Research Products

    (15 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Capture/Emission Processes of Carriers in Heterointerface Traps Observed in the Transient Charge-Pumping Characteristics of SiGe/Si-Hetero-Channel pMOSFETs2011

    • Author(s)
      T. Tsuchiya
    • Journal Title

      Key Engineering Materials

      Volume: Vol.470 Pages: 201-206

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Enhancing secondary electron detection efficiency by applying a substrate bias voltage for deterministic single-ion Doping2011

    • Author(s)
      M.Hori
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: Vol.4 Pages: 046501_1-046501_2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Strong Stark effect in electroluminescence from phosphorous-doped silicon-on-insulator metal-oxide-semiconductor field-effect transistors2011

    • Author(s)
      J.Noborisaka
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: Vol.98 Pages: 033503_1-033503_3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Resonant escape over an oscillating barrier in a single-electron ratchet transfer2010

    • Author(s)
      S.Miyamoto
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: Vol.82 Pages: 033303_1-033303_4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single-electron transport through single dopants in a dopant-rich environment2010

    • Author(s)
      M.Tabe
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: Vol.105 Pages: 016803_1-016803_4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Observation of Fluctuations in the Number and Individual Electronic Properties of Interface Traps in Nanoscale Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors2010

    • Author(s)
      T.Tsuchiya
    • Journal Title

      Jpn.J.Appl.Phys.

      Volume: Vol.49 Pages: 064001 1-064001_5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Reliable Single Atom Doping and Discrete Dopant Effects on Transistor Performance2010

    • Author(s)
      T. Shinada
    • Organizer
      2010 International Electron Devices Meeting
    • Place of Presentation
      San Fransisco, USA
    • Year and Date
      20101206-08
  • [Presentation] KFM Observation of Single-Electron Filling in Dopant Arrays2010

    • Author(s)
      M. Anwar
    • Organizer
      2010 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20100922-24
  • [Presentation] Strong Stark effect of electroluminescence in thin SOI MOSFETs2010

    • Author(s)
      J. Noborisaka
    • Organizer
      2010 International Conference on Solid State Devices and Materials
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20100922-24
  • [Presentation] Fluctuations in Electronic Properties of Individual Interface Traps in Nanoscale MOSFETs2010

    • Author(s)
      T. Tsuchiya
    • Organizer
      International Symposium on Technology Evolution for Silicon Nano-Electronics
    • Place of Presentation
      Tokyo
    • Year and Date
      20100603-05
  • [Presentation] Performance evaluation of transistors with discrete dopants by single-ion doping method2010

    • Author(s)
      T.Shinada
    • Organizer
      21th International conference on the application of accelerators in research and industry
    • Place of Presentation
      Fort Worth, TX, USA
    • Year and Date
      2010-08-08
  • [Presentation] Significance of the interface regarding magnetic properties of Mn-nanosilicide in silicon2010

    • Author(s)
      Y.Ono
    • Organizer
      Asia-Pacific Conference on Semiconducting Silicides and Related materials Science and Technology Towards Sustainable Ontoelectronies
    • Place of Presentation
      Tsukuba
    • Year and Date
      2010-07-26
  • [Presentation] Electroluminescence study of phosphorus ionization in silicon-on-insulator metal-oxide-semiconductor field-effect transistors2010

    • Author(s)
      J.Noborisaka
    • Organizer
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • Place of Presentation
      Atsugi
    • Year and Date
      2010-01-13
  • [Presentation] Charge switching in wire MOSFETs studied by separation of capture and emission2010

    • Author(s)
      G.P.Lansbergen
    • Organizer
      International Symposium on Nanoscale Transport and Technology
    • Place of Presentation
      Atsugi
    • Year and Date
      2010-01-12
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.brl.ntt.co.jp/people/ono/index.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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