2008 Fiscal Year Annual Research Report
少数ドーパントのポテンシャル揺らぎを利用したシリコン単電子転送デバイス
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20246060
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
田部 道晴 Shizuoka University, 電子工学研究所, 教授 (80262799)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池田 浩也 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (00262882)
猪川 洋 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (50393757)
佐藤 弘明 静岡大学, 電子工学研究所, 助教 (00380113)
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| Keywords | 少数電子素子 / 電子デバイス・機器 / 半導体超微細化 / シリコン |
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| Research Abstract |
ナノメータ領域のシリコンデバイスは、ドーパントの個数や配置のばらつきがデバイス特性を左右するため、これを克服するデバイス原理の提案が必要である。本研究は、ランダムに配置された少数個のドーパントのポテンシャル場を利用することにより、1ゲートパルスあたり1個の電子を転送する単電子転送デバイスの開発を目指すものであり、ナノ領域で顕在化するドーパントのポテンシャル揺らぎを積極的に利用したシリコンナノデバイスの開発を目的とする。
昨年度は、上記目的に向けて(1)チャネル中ドーピングとチャネル形状の効果を調べ、チャネル長を短くしていくとId-Vg特性の立ち上がり付近に現れる電流ピークが複数ドット型を示す分裂ピークからシングルドット型を示す単一ピークに移行する傾向にあること、を示した。すなわち、多数のドーパントをランダムに配置した状態でも、チャネル長が短いとシングルドット型SETで動作が始まること、またそれはシングルドーパントからできている可能性があることを示した。(2)PとBの同時ドーピングの効果は、Bドーピング濃度の制御に手間取り現在継続中である。(3)低温KFMによるチャネル中のドーパントポテンシャル測定は、予定以上に進展し、単一ドーパント(PおよびB)の観測に成功した。チャネルをバックゲートバイアスにより空乏化して裸のドーパントポテンシャルを観察できる状態にすると、低温で個々のドーパントを観測することが可能となった。今後、デバイス動作状態でのKFM観察を進めていく。
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