室温動作集積単電子トランジスタと大規模ＣＭＯＳ回路との融合による新機能創出

• 研究課題/領域番号: 23246064
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 平本 俊郎 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20192718)
• 連携研究者: 更屋 拓哉 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90334367)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 48,880千円 (直接経費: 37,600千円、間接経費: 11,280千円); 2014年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円); 2013年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2012年度: 14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円); 2011年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
• キーワード: 単電子トランジスタ / Beyond CMOS / CMOS / 集積回路 / MOSFET / クーロンブロッケード振動 / ナノワイヤ / 半導体物性 / 大規模集積回路 / ナノワイヤトランジスタ / 特性ばらつき / 電子デバイス・機器

研究成果の概要

大規模集積回路の微細化限界を打破し新機能を創出することを目的に，室温動作シリコン単電子トランジスタとCMOS回路を1チップ上に集積し両者の融合による新機能創出に挑戦した．作製プロセスの改良により，室温動作単電子トランジスタとCMOS回路の集積化プロセスを確立し，単電子トランジスタのクーロンブロッケード振動をCMOS回路で制御することに成功し，新たな機能を創出した．

研究成果

• [雑誌論文] Peak Position Control of Coulomb Blockade Oscillations in Silicon Single-Electron Transistors with Floating Gate Operating at Room Temperature (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuma Tanahashi, Ryota Suzuki, Takuya Saraya, Toshiro Hiramoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 53 号: 4S ページ: 04EJ08-04EJ08
  • DOI: 10.7567/jjap.53.04ej08
  • NAID: 210000143664
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Experimental Observation of Quantum Confinement Effect in (110) and (100) Silicon Nanowire Field-Effect Transistors and Single-Electron/Hole Transistors Operating at Room Temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Suzuki, Motoki Nozue, Takuya Saraya, and Toshiro Hiramoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 10R ページ: 104001-104001
  • DOI: 10.7567/jjap.52.104001
  • NAID: 40022765823
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Integration of Complementary Metal-Oxide-Semiconductor 1-Bit Analog Selectors and Single-Electron Transistors Operating at Room Temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Suzuki, Motoki Nozue, Takuya Saraya, and Toshiro Hiramoto
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 52 号: 4S ページ: 04CJ05-04CJ05
  • DOI: 10.7567/jjap.52.04cj05
  • 査読あり
• [学会発表] Increased Drain-Induced Variability and Within-Device Variability in Extremely Narrow Silicon Nanowire MOSFETs with Width down to 2nm (2016)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Mizutani
  • 学会等名: IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
  • 発表場所: Honolulu, HI. USA
  • 年月日: 2016-06-12
  • 国際学会
• [学会発表] Threshold Voltage and Current Variability of Extremely Narrow Silicon Nanowire MOSFETs with Width down to 2nm (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Mizutani
  • 学会等名: Silicon Nanoelectronics Workshop
  • 発表場所: Rihga Royal Hotel Kyoto, Kyoto
  • 年月日: 2015-06-14
  • 国際学会
• [学会発表] 浮遊ゲートを有する室温動作シリコン単電子トランジスタにおけるクーロンブロッケード振動のピーク位置制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 棚橋裕麻，鈴木龍太，更屋拓哉，平本俊郎
  • 学会等名: 2014年第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス
  • 年月日: 2014-03-19
• [学会発表] Peak Position Control of Coulomb Oscillations in Silicon Single-Electron Transistors with Floating Gate Operating at Room Temperature (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuma Tanahashi, Ryota Suzuki, Takuya Saraya, and Toshiro Hiramoto
  • 学会等名: 2013 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 2013-09-26
• [学会発表] Integration of Room-Temperature Operating Silicon Single-Electron Transistors and CMOS Circuits for Novel Information Processing (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Hiramoto, Ryota Suzuki, and Takuya Saraya
  • 学会等名: 9th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC9)
  • 発表場所: Berlin, Germany
  • 年月日: 2013-05-16
• [学会発表] Integration of Room-Temperature Operating Single-Electron Transistors with CMOS Circuits (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Hiramoto, Ryota Suzuki, and Takuya Saraya
  • 学会等名: Sweden-Japan Workshop on Quantum Nano-Physics and Electronics (QNANO2013)
  • 発表場所: Tokyo
• [学会発表] 室温動作単電子トランジスタとCMOS 1-bitアナログセレクタの集積化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木龍太，野末喬城，更屋拓哉，平本俊郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会シリコンデバイス・材料(SDM)研究会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] 単電子トランジスタとCMOS回路の集積化に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木龍太，野末喬城，更屋拓哉，平本俊郎
  • 学会等名: 固体エレクトロニクス・光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] 室温動作シリコン単電子トランジスタとCMOSアナログセレクタ回路の集積化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木龍太，野末喬城，更屋拓哉，平本俊郎
  • 学会等名: 2013年春季第60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
• [学会発表] Fully CMOS-Compatible Fabrication Process of Room-Temperature Operating Silicon Single-Electron Transistors (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryota Suzuki, Motoki Nozue, Takuya Saraya, and Toshiro Hiramoto
  • 学会等名: 8th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC8)
  • 発表場所: Tsukuba
• [学会発表] Reinvestigation of Dot Formation Mechanisms in Silicon Nanowire Channel Single-Electron/Hole Transistors Operating at Room Temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryota Suzuki, Motoki Nozue, Takuya Saraya, and Toshiro Hiramoto
  • 学会等名: IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop
  • 発表場所: Honolulu, HI. USA
• [学会発表] Integration of 1-bit CMOS Address Decoders and Single-Electron Transistors Operating at Room Temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Ryota Suzuki, Motoki Nozue, Takuya Saraya, and Toshiro Hiramoto
  • 学会等名: 2012 International Conference on Solid State Devices and Materials (SSDM)
  • 発表場所: Kyoto
• [学会発表] シリコンナノワイヤチャネルを有する室温動作単電子/単正孔トランジスタにおけるドット形成メカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木龍太，野末喬城，更屋拓哉，平本俊郎
  • 学会等名: 2012年秋季第73回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] Characteristics Control of Single Electron Transistor with Floating Gate by Charge Pump Circuit (2012)
  • 著者名/発表者名: Motoki Nozue
  • 学会等名: 13th International Conference on Ultimate Integration of Silicon
  • 発表場所: Minatech, Grenoble, France
• [学会発表] 完全CMOS互換室温動作シリコン単電子トランジスタ作製プロセス (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木龍太
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス
• [学会発表] チャージポンプ回路による浮遊ゲート単電子トランジスタの特性制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野末喬城
  • 学会等名: 2012年春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学早稲田キャンパス
• [学会発表] チャージポンプ回路を利用したフローティングゲートMOSFETのしきい値電圧制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 野末喬城
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術講演会
  • 発表場所: 山形大学小白川キャンパス