Lateral nano-sheet channel tunnel FETs using regrowth technology in source and drain region

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K14207
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (2023); Tokyo Institute of Technology (2021)
• Principal Investigator: GOTOW Takahiro 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (70827914)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: トンネルトランジスタ / III-V族化合物半導体

Outline of Final Research Achievements

To obtain the high current density required for high-speed operation, a GaAsSb/InGaAs Type-II heterojunction with a short tunneling length is attractive for the source-channel junction. The nanosheet channel structure was employed because of the merit of controllable flatness using MOCVD. We investigated the effects of impurity concentration and shape near the source-gate junction on the electrical characteristics of TFETs in such a structure using TCAD analysis. As a result, it was found that the nonlocal tunneling model is suitable for analyzing the electrical characteristics of TFETs and that an impurity concentration of ~ 1019cm-3 or higher is necessary in the source region.

Free Research Field

電子デバイス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

トンネルトランジスタは、2004年にカーボンナノチューブを用いて初めて動作が実証されたのを皮切りに、従来のMOSFETの極限機能を超えた極低電圧動作が実現可能なデバイスとして世界中で凌ぎを削る研究開発が行われている。また、ナノシート構造はSi-MOSFETにおいても技術ノード3nm以降のプロセスで、同じ回路面積あたりの実効ゲート幅を縮小可能であることから採用されると言われている。本研究では、新原理とナノシート構造の二つの観点に同時に取り組んでおり社会的意義が高い。