| 研究課題/領域番号 |
16360004
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性・結晶工学
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| 研究機関 | 東京大学 (2006)
静岡大学 (2004-2005) |
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研究代表者 |
石川 靖彦 東京大学, 大学院工学系研究科, 講師 (60303541)
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| 研究分担者 |
田部 道晴 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (80262799)
池田 浩也 静岡大学, 電子工学研究所, 助教授 (00262882)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | シリコン / 単電子トランジスタ / トンネル接合アレイ / 動作温度 / 動作電圧 |
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| 研究概要 |
トンネル接合を1次元アレイ化したSi単電子トランジスタ(SET)を作製し、動作温度の向上を目指すとともに、閾値電圧やクーロンブロッケード(CB)振動の電圧位置を制御することを目的とし、研究を行ってきた。
1.ナノスケール選択酸化による高密度SiドットSET
(1)高密度SiドットをチャネルとするMOSFETにおいてCB振動を観測し、Siドットがトンネル接合アレイとして機能することを確認した。
(2)光照射によりCB振動のピーク位置がシフトしたり、新たなピークが発生する現象を見出した。1次元電流経路中の単電子島(Siドット)の帯電状態が、経路近傍のドットで発生した過剰キャリアにより変化するためであり、光照射による動作電圧制御が示唆される。
(1)市販のSOIウエハ2枚を面内結晶方位を僅かにずらして直接貼り合わせることにより約20nm周期の転位網を埋め込んだSOI層を実現した。
(2)人工転位網埋め込みSOI層をチャネルとするMOSFETにおいて、約40KまでCB振動を観測し、単電子トンネル輸送が起こることを明らかにした。
(3)上部ゲートバイアスおよび基板バイアスの効果を評価した結果、単電子トンネルは転位網の存在するSi/Si界面を電子が伝導する際に生じることが明らかとなった。転位周辺で大きくポテンシャルが変調され、トンネル接合アレイとして機能する、という当初の予想を裏付けるものである。面内結晶方位のずれ角を大きくし、転位網の周期(単電子島のサイズ)を減少させることで、動作の高温化が期待できる。
(4)光照射により単電子島の帯電状態が変化し、閾値電圧が低下することが明らかとなった。短波長ほど光の吸収効率が良いため、閾値電圧の低下量も大きくなる。光強度や波長により動作電圧を制御できることが示唆される。
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