| 研究課題/領域番号 |
21K14207
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2023)
東京工業大学 (2021) |
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研究代表者 |
後藤 高寛 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)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | トンネルトランジスタ / III-V族化合物半導体 / MOSFET / TFET / III-V semiconductors |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、極低電圧動作が可能なトンネルFETに着目し、高速動作に必要な高電流密度を得るため、ソース・チャネル接合にトンネル距離の短縮が可能なGaAsSb/InGaAs Type-IIヘテロ接合を導入する。また、素子内および素子間のばらつきを抑制するため、原子層レベルで平坦性を制御可能なナノシート構造をチャネル領域に採用する。そして、要素技術を組み合わせることで、再成長GaAsSbソース・InGaAsナノシートチャネルType-IIヘテロ接合トンネルFETの動作を実証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、様々あるトランジスタの中でも原理的に極低電圧動作が可能なトンネルFETに着目し、高速動作に必要な高電流密度を得るため、ソース・チャネル接合にトンネル距離の短縮が可能なGaAsSb/InGaAs Type-IIヘテロ接合を、原子層レベルで平坦性を制御可能なナノシート構造をチャネル領域に採用する。このような構造においてソース・ゲート接合近傍における不純物濃度や形状がTFETの電気特性に与える影響についてTCADを用いて検討した。その結果、非局所トンネリングモデルがTFETの電気特性解析に適していること、ソース領域の不純物濃度は~ 1019cm-3以上の濃度が必要であることが分かった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
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。
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