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低電圧動作用シリコンナノフィルムトランジスタの動作設計と物性評価

研究課題

研究課題/領域番号 22560334
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関大阪市立大学

研究代表者

大畠 昭子  大阪市立大学, 工学(系)研究科(研究院), その他 (00301747)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2010年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード電子デバイス / 集積回路 / 低消費電力 / シリコン / 超薄膜 / 省エネルギー
研究概要

1.低電圧動作に適している薄い埋め込み酸化膜層を持つシリコンナノフィルムトランジスタについて、その特性をより詳細に評価する手法の開発に取り組み下記の結果を得た。
(1)SiO_2をゲート酸化膜とするMOSFErの移動度は、実効電界(E_<eff>)と言われるパラメーターで整理するとユニバーサルな値をとる。しかし、ナノフィルムトランジスタや薄い埋め込み酸化膜層を持つ構造、またバックバイアスを印加した場合、E_<eff>を正確に求める方法はなかった。そこで、キャリア濃度とゲート電圧の特性を用いて、E_<eff>の定義に戻りより正確に求める方法を開発した。これにより、移動度変化のメカニズムをよりユニバーサルな値と比べて議論する事が可能となった。また、この手法は次世代の素子として有望であるFINFETにも適用する事が可能で今後の微細素子開発に有益である。
(2)シリコンナノフィルムトランジスタを簡便に評価する方法として、Pseudo-MOS法がある。しかしこの手法で評価した移動度と、通常のMOSFET構造で評価した移動度の関係は明らかではなかった。そこで、Split-CV法をPseudo-MOS法に適用し、比較するための実験を行った。Split-CV法によって得られた結果の正当性について解析中であるが、現在のところかなりより一致を示している。
2.ホール移動度の高い(110)面を(100)面に混載してトランジスタに利用するためのプロセスとその問題点について調べた。昨年度、シリコンをイオン注入しアモルファス化しその後再結晶化させた20nm膜厚の(110)面シリコンフィルムトランジスタにおいて電気特性を調べ、チャネル方向が<110>に対し0、45、90度、いずれの場合にも電気特性上プロセスに起因した劣化が生じていない事を明らかにしている。しかし、本来移動度の高いはずの0度に対しては、短チャネルになると特性が劣化する結果を得た。寄生抵抗を詳細に評価する事によって、他のチャネル方向に比べて(110)面では<110>方向の寄生抵抗が著しく上昇している事が明らかになった。

報告書

(2件)
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Mobility Enhancement by Back-Gate Biasing in Ultrathin SOI MOSFETs with Thin BOX2012

    • 著者名/発表者名
      A.Ohata Y.Bae, C.Fenouillet-Beranger, S.Cristoloveanu
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 33 ページ: 348-350

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Channel Current Enhancement by Back-Gate Biasing in Ultrathin SOIMOSFETs with Thin BOX2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ohata Y.Bae, C.Fenouillet-Beranger, S.Cristoloveanu
    • 雑誌名

      IEEE Digital Library, EDSSC Proceedings

      ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of (110) P-channel SOI-MOSFETs Fabricated by Deep-Amorphization and Solid-Phase Epitaxial Regrowth Processes

    • 著者名/発表者名
      A.Ohata
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Performance of SOI MOSFETs with Ultra-Thin Body and Buried-Oxide

    • 著者名/発表者名
      A.Ohata
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: (掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Electrical Characterization of Retrograded Arsenic Body-Implanted FD-SOI MOSFETs2012

    • 著者名/発表者名
      C.Navarro, N.Rodriguez, F.Andrieu, A.Ohata, F.Gamiz, O.Faynot, S.Cristoloveanu
    • 学会等名
      EUROSOI
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2012-02-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] A New Characterization Technique for SOI Wafers : Split-C(V) in Pseudo-MOSFET Configuration2012

    • 著者名/発表者名
      A.Diab, C.Fernandez, A.Ohata, N.Rodriguez, I.Ionica, Y.H.Bae, F.Allibert, F.Gamiz, G.Ghibaudo, S.Cristoloveanu
    • 学会等名
      EUROSOI
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      2012-02-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Channel Current Enhancement by Back-Gate Biasing in Ultrathin SOI MOSFETs with Thin BOX2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ohata, Y.Bae, C.Fenouillet-Beranger, S.Cristoloveanu
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Electron Devices and Solid-State Circuits
    • 発表場所
      Tianjin, China
    • 年月日
      2011-11-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Performance of (110) P-channel SOI-MOSFETs Fabricated by Deep-Amorphization and Solid-Phase Epitaxial Re growth Processes2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ohata, Y.Bae, S.Cristoloveanu, T.Signamarcheix, J.Widiez, B.Ghyselen, O.Faynot, L.Clavelier
    • 学会等名
      17^<th> biannual conference, Insulating Films on Semiconductor conference
    • 発表場所
      Grenoble, France
    • 年月日
      2011-06-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Performance of SOI MOSFETs with Ultra-Thin Body and Buried-Oxide2011

    • 著者名/発表者名
      A.Ohata, Y.Bae, C.Fenouillet-Beranger, S.Cristoloveanu
    • 学会等名
      219th ECS Meeting
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2011-05-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2010-08-23   更新日: 2019-07-29  

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