ナノスケールデバイスの過渡的電気・熱連成シミュレーション技術の開発とその応用

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560330
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 鎌倉 良成 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70294022)
• 連携研究者: 森 伸也 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (70239614) ; 渡邊 孝信 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00367153)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: トランジスタ / 熱伝導 / シミュレーション / MOSFET / シリコン / モンテカルロ法

研究概要

ナノスケールトランジスタを対象に、 内部の電子と熱の輸送を統一的に解くシミュレーション技術を新たに開発した。フォノン輸送やゼーベック効果など、モンテカルロ法を用いた熱電輸送解析に必要な新規アルゴリズムを提案し、またそれら要素技術を統合することにより電子とフォノンの輸送問題を同時に解くシミュレータを開発することができた。さらに得られた知見を等価回路モデルで表現し、回路レベルでの熱電解析を可能とした。

研究成果

• [雑誌論文] An Analytic Circuit Model of Ballistic NanowireMetal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor for Transient Analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuhiro Numata, Shigeyasu Uno, Yoshinari Kamakura, Nobuya Mori, and Kazuo Nakazato
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: vol. 52 ページ: 04CN01 (1-7)
• [雑誌論文] Characteristics of Hot Hole Injection,Trapping, and Detrapping in Gate Oxide of Polycrystalline Silicon Thin-Film Transistors (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshinari Kamakura, Takashi Himukashi, Hiroshi Tsuji, and Kenji Taniguchi
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: vol. 51, no. 2 ページ: 02BC05(1-4)
• [雑誌論文] Impact of Self-Heating Effect on the Electrical Characteristics of Nanoscale Devices (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshinari Kamakura, Tomofumi Zushi, Takanobu Watanabe, Nobuya Mori, and KenjiTaniguchi
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: vol. 470 ページ: 14-19
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation on Longitudinal Optical Phonon Mode Decay and Heat Transport in a Silicon Nano-Structure Covered with Oxide Fi (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomofumi Zushi, Yoshinari Kamakura, Kenji Taniguchi, Iwao Ohdomari, and Takanobu Watanabe
  • 雑誌名: Jpn. J. Appl. Phys. 巻: vol. 50, no. 1 ページ: 010102 (1-6)
• [雑誌論文] Coupled Monte CarloSimulation of Transient Electron-Phonon Transport in Nanoscale Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamakura, N. Mori, K. Taniguchi, T. Zushi, T. Watanabe
  • 雑誌名: Proc. 2010 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices ページ: 89-92
• [学会発表] Monte Carlo Simulation of Seebeck Coefficient of Si Nanostructure with Barrier Layers (2013)
  • 著者名/発表者名: Indra Nur Adisusilo, Kentaro Kukita, and Yoshinari Kamakur
  • 学会等名: The 2013 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
  • 発表場所: Osaka
  • 年月日: 20130605-06
• [学会発表] Influence of Phonon Dispersion Relation on Thermal Resistance in Silicon Nanostructures (2013)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kukita, Indra Nur Adisusilo, and Yoshinari Kamakura
  • 学会等名: International Workshop on Computational Electronics (IWCE 2013)
  • 発表場所: Nara
  • 年月日: 20130604-07
• [学会発表] Impact of Quasi-Ballistic Phonon Transport on Thermal Properties in Nanoscale Devices: A Monte Carlo Study (2012)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kukita, Indra Nur Adisusilo, and Yoshinari Kamakura
  • 学会等名: Technical Digest of International Electron Devices Meeting
  • 発表場所: San Francisco, US
  • 年月日: 20121210-12
• [学会発表] Current Fluctuation in Sub-Nano Second Regime in Gate-All-Around Nanowire Channels Studiedwith Ensemble Monte Carlo/MolecularDynamics Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Takefumi Kamioka, Hiroya Imai, Yoshinari Kamakura, Kenji Ohmori, Kenji Shiraishi, Masaaki Niwa, Keisaku Yamada, and Takanobu Watanabe
  • 学会等名: Technical Digest of International Electron Devices Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 20121210-12
• [学会発表] Monte Carlo Simulation of Phonon Transport in Silicon Thin films Including Realistic Dispersion Relation (2012)
  • 著者名/発表者名: Kentaro Kukita and Yoshinari Kamakura
  • 学会等名: accepted for the presentation at 15th International Workshop on Computational Electronics (IWCE 2012)
  • 発表場所: Madison, USA
  • 年月日: 20120522-25
• [学会発表] Coupled Monte CarloSimulation of Transient Electron-Phonon Transport in Nanoscale Devices (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Kamakura, N. Mori, K. Taniguchi, T. Zushi, T. Watanabe
  • 学会等名: Proc. 2010 International Conference on Simulation of Semiconductor Processes and Devices
  • 年月日: 20100000
• [図書] OHM 大学テキスト量子物理 (2012)
  • 著者名/発表者名: 森伸也[編著], 鎌倉良成[分担執筆 1-2章]
  • 出版者: オーム社
• [図書] OHM 大学テキスト半導体デバイス工学 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大村泰久[編著], 鎌倉良成[分担執筆 1-3章, 15章]
  • 出版者: オーム社