2017 Fiscal Year Annual Research Report
Design Guideline for High-Performance Si Nano-wire Transistor by Optimization of Thermal and Impurity Properties
Project/Area Number |
15H03997
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Research Institution | Keio University |
Principal Investigator |
内田 建 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30446900)
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Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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Keywords | ナノ構造 / 不純物 / イオン化エネルギー / 量子効果 / 誘電率 / 熱伝導率測定 |
Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに,シリコンナノワイヤにおける不純物の活性化率低下のモデル化,熱伝導率測定の高精度化を達成した.本年度は1.シリコンナノワイヤによるトンネルトランジスタの高性能化指針の確立,2.Al2O3熱伝導率の高精度測定に進展があった. 1.シリコンナノワイヤを用いたトンネルトランジスタでは,ナノ構造特有の不純物準位の変動によりバンド端の状態密度がバンドギャップ内に大きく広がり,S係数が大幅に劣化することを示した.また,トンネルトランジスタの特性(オン電流)は不純物のナノワイヤ中での位置に大きく依存する.より具体的には,不純物がナノワイヤ表面に位置するほどオフ特性にはほとんど変化が無いが,オン電流は大きくなることを明らかにした.さらに,ナノワイヤ周辺の絶縁膜について,Siと誘電率が小さいSiO2から,Siと誘電率が同程度のAl2O3に変更することで,S係数の劣化が軽減可能であることを示した. 2.Al2O3の熱伝導率測定では,原子層堆積装置(ALD)で堆積したAl2O3の熱伝導率の高精度測定を行った.その結果,堆積直後(as-depo)のALD-Al2O3の熱伝導率はSiO2より若干良い程度であるが,高温でのアニールを行うことで,as-depoの時に比べて倍程度まで良くなることが明らかになった.熱伝導率の向上は,膜がより緻密になっていること,部分的に結晶化していることなどが原因であることを,分光エリプソメトリーや断面透過型電子顕微鏡解析などにより明らかにした.また,このようにして得られた実験的なAl2O3の熱伝導率を用いることで,より高精度なデバイスの熱シミュレーションが可能となった.
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Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(3 results)