ナノスケール素子における高濃度電子輸送の3次元粒子シミュレーションによる研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360160
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 筑波大学
• 研究代表者: 佐野 伸行 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (90282334)
• 研究協力者: 上地 忠良 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 博士後期課程3年 ; 福井 貴之 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 博士前期課程2年 ; 中西 洸平 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 博士前期課程1年
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 電子デバイス / 集積回路

研究概要

電子間および電子不純物間クーロン相互作用を3次元粒子シミュレーションに高精度に導入したうえで、現実的なデバイス構造のデバイス・シミュレータを構築した。高濃度ソースおよびドレインでの集団運動(プラズマ波の励起)、電子の縮退状態、バンドテール効果とホットエレクトロン化、が正しくシミュレートできていること検証することで、ソース/ドレイン領域まで含めた構造でのモンテカルロ・シミュレータの動作の正当性を検証した。

研究成果

• [雑誌論文] Three-dimensional Monte Carlo Simulation of Electron Transport in Si Including Full Coulomb Interaction (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Fukui, T.Uechi, and N.Sano
  • 雑誌名: Appl. Phys. Exp 1 ページ: 05107_1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Schottky Barrier MOSFETs as Resonant Tunneling Devices (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Toriyama and N.Sano
  • 雑誌名: J. Comp. Electron 7 ページ: 471-474
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3D Monte Carlo Analysis of potential Fluctuations under High Electron Concentrations (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Uechi, T.Fukui, and N.Sano
  • 雑誌名: J. Comp. Electron 7 ページ: 240-243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Consistency of Boundary Conditions in Nonequilibrium Green's Function Simulations (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Sato, and N.Sano
  • 雑誌名: J. Comp. Electron 7 ページ: 301-304
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3D Monte Carlo Simulations including Full Coulomb Interaction under High Electron Concentration Regimes (2008)
  • 著者名/発表者名: T.Uechi, T.Fukui, and N.Sano
  • 雑誌名: Phys.stat.sol.(c) 5 ページ: 102-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノスケール半導体構造における準弾道電子輸送 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐野伸行
  • 雑誌名: 応用物理学会誌 10月号 ページ: 1135-1141
  • 査読あり
• [学会発表] Impact of the Coulomb Interaction on Nano-scale Device Characteristics : A Monte Carlo Study (2009)
  • 著者名/発表者名: N.Sano
  • 学会等名: IEEE EDS Mini-colloquium for Nano CMOS and Nanowire
  • 発表場所: 東工大, 横浜市
  • 年月日: 2009-02-21
• [学会発表] Impacts of Random Dopant Fluctuation on Transient Characteristics in CMOS Inverters : A Device Simulation Study (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Toriyama, K.Matsuzawa, and N.Sano
  • 学会等名: International Conference on Solid State Materials and Devices (SSDM-2008)
  • 発表場所: Tsukuba (Proc. SSDM, pp.892-893 (2008))
  • 年月日: 20080924-26
• [学会発表] 3D Monte Carlo Simulations of Nano-scale Devices : Impact of Coulomb Interaction on Device Characteristics (2008)
  • 著者名/発表者名: N.Sano, T.Uechi, and T.Fukui
  • 学会等名: Technical Seminar, International Conference on Solid State Materials and Devices (SSDM-2008)
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2008-09-23
• [学会発表] Effects of Gate-Edge Metamorphoses (GEM) on Device Characteristics of Scaled MOSFETs (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Yamada and N.Sano
  • 学会等名: 2007 International Semiconductor Device Research Symposium (ISDRS 2007)
  • 発表場所: College Park (Proc. ISDRS, p.WP8-01 (2007))
  • 年月日: 20071212-14
• [学会発表] 3D Monte Carlo Analysis ofpotential Fluctuations under High Electron Concentrations (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Uechi, T.Fukui, and N.Sano
  • 学会等名: International Workshop on Computational Electronics (IWCE-12)
  • 発表場所: Amherst (Proc. IWCE, pp.128-129 (2007))
  • 年月日: 20071008-10
• [学会発表] Scaling Dependence of Electron Transport in Nano-scale Shottky Barrier MOSFETs (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Toriyama and N.Sano
  • 学会等名: International Workshop on Computational Electronics (IWCE-12)
  • 発表場所: Amherst (Proc. IWCE, pp.141-142 (2007))
  • 年月日: 20071008-10
• [学会発表] Electron Transport Simulations Including Full Coulomb Interaction in Si (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Fukui, T.Uechi, and N.Sano
  • 学会等名: International Workshop on Computational Electronics (IWCE-12)
  • 発表場所: Amherst (Proc. IWCE, pp.102-103 (2007))
  • 年月日: 20071008-10
• [学会発表] Consistency of Boundary Conditions in Nonequilibrium Green's Function Simulations (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Sato, H.Kusaka, and N.Sano
  • 学会等名: International Workshop on Computational Electronics (IWCE-12)
  • 発表場所: Amherst (Proc. IWCE, pp.102-103 (2007))
  • 年月日: 20071008-10
• [学会発表] Schottky Barrier MOSFETs as Resonant Tunneling Devices (2007)
  • 著者名/発表者名: S.Toriyama, and N.Sano
  • 学会等名: International Conference on Solid State Materials and Devices (SSDM-2007)
  • 発表場所: Tsukuba (Proc. SSDM, pp.48-49 (2007))
  • 年月日: 20070919-21
• [学会発表] 3D Monte Carlo Simulations including Full Coulomb Interaction under High Electron Concentration Regimes (2007)
  • 著者名/発表者名: T.Uechi, T.Fukui, and N.Sano
  • 学会等名: 15-th International Conference on Nonequilibrium Carrier Transport in Semiconductors (HCIS-15)
  • 発表場所: Tokyo (Proc. HCIS-15, p.89 (2007))
  • 年月日: 20070723-27
• [学会発表] Detailed Balance in Quasi-Ballistic Electron Transport under Nanoscale Device Structures (2006)
  • 著者名/発表者名: H.Kusaka and N.Sano
  • 学会等名: International Conference on Solid State Materials and Devices (SSDM-2006)
  • 発表場所: Yokohama (Proc. SSDM, pp.356-357 (2006))
  • 年月日: 20060913-15
• [学会発表] Device Simulation of Random Dopant Effects in Ultra- small MOSFETs Based on Advanced Physical Models (2006)
  • 著者名/発表者名: S.Toriyama, D.Hagishima, K.Matsuzawa and N.Sano
  • 学会等名: International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices (SISPAD-2006)
  • 発表場所: Montley (Proc. SISPAD, pp.145-146 (2006))
  • 年月日: 20060906-08
• [学会発表] Hot Electrons Associated with the Long-Range Coulomb Interaction under the High-Density Regime (2006)
  • 著者名/発表者名: T.Uechi and N.Sano
  • 学会等名: 2006 VLSI-TSA Technology Symposium
  • 発表場所: Hsinshu, Taiwan (Proc. 2006 VLSI-TSA, pp.141-142 (2006))
  • 年月日: 20060424-26
• [備考]
  • URL: http://hermes.esys.tsukuba.ac.jp/