바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[연구 부서 이사 Kanamaru Masatake] 공동 연구 그룹 Green Nanoelectronics Center [Collaborative Research Group 이사 Yokoyama Naoki] Ikeda Keiji 전문 집중 연구 전문가는통합 회로 (LSI)Nanowire Transistor
이 트랜지바카라 사이트 주소는 매우 큽니다압축 변형현재 통로로 사용되며 전류의 입구와 출구 인 전극은 니켈 (NI) 및 GE금속 소스 드레인압축 변형의 효과는 GE Nanowire 트랜지바카라 사이트 주소를 만드는 데 사용됩니다홀 이동성기존의 실리콘 (SI) 트랜지바카라 사이트 주소의 약 8 배로 증가했으며, 또한 Ni 합금과 GE 사이의 접촉 저항은 충분히 감소 될 수 있습니다 결과적으로 GE Nanowire 트랜지바카라 사이트 주소에서 세계 최고 수준의 현재 주행 전력이 달성되었습니다 이 트랜지바카라 사이트 주소입니다불순물 도핑, 불순물로 인한특징적인 변형억압됩니다 이러한 시너지 효과는 프로토 타입 Ge Nanowire 트랜지바카라 사이트 주소가 저전압을 작동시킬 수있게하며, 이는 LSI의 전력 소비의 현저한 감소에 기여할 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 세부 사항은 2012 년 6 월 12 일부터 14 일까지 미국 호놀룰루에서 개최 될 2012 VLSI에서 제공 될 예정입니다기술심포지엄에서 발표되었습니다
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| 프로토 타입의 테스트 된 변속기 전자 미세한 이미지 GE 나노 와이어 트랜지바카라 사이트 주소 단면 |
최근 몇 년 동안 전자 및 정보 장치의 전력 소비를 줄이기위한 사회적 요구가 증가하고 있습니다 특히, 휴대용 정보 장치의 폭발성 스프레드와 IT 장비의 기능이 증가하면 전력 소비가 증가 할 것이라는 우려가 있습니다 LSI의 전력 소비를 줄이려는 시도는 그러한 사회적 요구에 의해 급속한 진전을 이루고 있습니다 지금까지 주요 장점이 개선되었습니다 그러나, LSI 전력 소비를 줄이기위한보다 필수적이고 파문 효과적인 솔루션은 회로를 구성하는 개별 트랜지바카라 사이트 주소에 공급 된 전압 (공급 전압)을 줄이는 것입니다 이러한 이유로 일반적으로 트랜지바카라 사이트 주소가 사용됩니다MINIFICE9982_10074 | 만 감소했지만 최근에는 약 1V에서 감소 속도가 느려졌습니다 이는 전원 공급 장치 전압이 낮아지면 트랜지바카라 사이트 주소 작동에 필요한 전류 값을 얻을 수 없음을 의미합니다공식 전류를 제어 할 수없는 것과 같은 필수 문제로 인해 발생합니다 SI를 사용하여 현재 주류플랫 채널구조가 사용되는 한 개선이 어렵습니다 그래서대칭 채널R & D는 SI보다 전자 및 구멍 이동성이 더 높은 GE의 도입을 포함하여 더욱 활성화되고 있습니다 두 가지 특성을 결합한 고전력 3D 채널 트랜지바카라 사이트 주소를 개발하는 예가 있지만, 지금까지 충분한 성능이 달성되지 않았습니다
Green Nanoelectronics Center (GNC)는 2010 년 4 월 내각과 과학 홍보를 위해 캐비닛 사무소와 Japan Society가 운영하는 최첨단 연구 개발 지원 프로그램 (First)에서 채택한 프로젝트를 구현하기 위해 설립되었습니다 5 개 회사 (Fujitsu Corporation, Toshiba Corporation, Hitachi Corporation, Renesas Electronics Corporation 및 ULVAC Corporation)의 두 번째 연구원 및 AIST 연구원으로 구성됩니다 2011 년부터 GNC는 LSI의 저전압 작동을 목표로 GE 3D 채널 구조 트랜지바카라 사이트 주소의 성능 향상에 대한 연구 개발을 수행하고 있습니다 이 연구 결과는 "Green Nanoelectronics를위한 핵심 기술 개발"인 First Project의 보조금을 통해 얻었습니다 또한 GE 나노 와이어의 격자 변형은 Ogura Atsushi 교수, 전기 및 전자 공학과, Meiji University 및 기타 과학 기술 학부 및 기타와 협력하여 측정되었습니다
이번에 우리가 생산 한 트랜지바카라 사이트 주소는 그림 1에 표시된 두 가지 독특한 원소 기술을 사용하여 실현되었습니다 이는 매우 큰 압축 변형률을 갖는 GE 나노 와이어를 형성하는 기술과 전극과 반도체 사이에 전기 접촉을 얻는 기술입니다 (금속 소스 배수)
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| 그림 1 : 변형 된 GE Nanowire 트랜지바카라 사이트 주소 및 주요 원소 기술의 구성 |
압축 변형이 큰 GE 나노 와이어산화 및 농도 방법를 결합하여 형성되었습니다 반응성 이온 에칭에 의한 미세한 와이어 처리 산화 시간 및 산화 농도 공정의 산화 시간 및 산화 온도를 최적화함으로써,도 1에 도시 된 바와 같이, 폭이 약 20 nm 인 Ge 나노 와이어 채널에 큰 압축 균주가 도입 될 수있다 2
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| 그림 2 전송 전자 현미경 이미지 (a) 프로토 타입 GE NANOWIRE 트랜지바카라 사이트 주소 섹션 및 GE 농도 프로파일 (B) 섹션 |
일반적으로 왜곡이 적용될 때 격자 결함이 발생할 것이라는 우려가 있지만 이번에 생성 된 트랜지바카라 사이트 주소는 격자 결함을 생성하지 않았습니다 현재 실제 사용중인 일부 최첨단 SI 트랜지바카라 사이트 주소는 변형 기술에 적용되었지만 왜곡은 1%에서 2% 사이입니다 이것들과 비교하여, 이번에 얻은 균주는 38%로 매우 컸으므로 위에서 설명한 원래 방법을 처음으로 사용할 수있었습니다 이 큰 왜곡은 Si 트랜지바카라 사이트 주소의 구멍 이동성의 약 8 배, 긴장된 Si 트랜지바카라 사이트 주소에 비해 홀 이동성의 약 4 배를 초래했습니다 (그림 3)
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| 그림 3 : 프로토 타입의 구멍 이동성 GE NANOWIRE TRANSISTOR |
일반적으로, 고농도 불순물은 전류 경로 부분, 소스 및 배수 부분 및 게이트 전극 근처에서 도핑된다 이는 평면 트랜지바카라 사이트 주소가 정상적인 스위칭 작업을 수행하도록하기위한 것입니다 그러나, 트랜지바카라 사이트 주소 특성의 변화는 채널에서의 불순물 원자의 밀도 및 위치의 변화로 인해 발생하는 것으로 알려져있다 회로의 하나의 트랜지바카라 사이트 주소조차도 특성이 좋지 않으면 전체 회로의 성능이 악화되므로 특성의 변화를 최소화해야합니다 변화를 줄이기 위해, 우리는 불순물 도핑과 관련이없는 제조 방법을 개발했습니다 일반적으로 불순물 농도가 낮은 반도체 사이의 접촉 저항성과 금속이 매우 큽니다 이는 실질적으로 사용하기에 불완전하지만, 결합 된 GE 및 NIGE 합금을 결합 할 때 접합 저항이 충분히 낮다는 것을 발견했습니다 P- 타입 GE와 금속 사이의 접촉 저항은 비교적 낮은 것으로 알려져 있지만, 이번에 얻은 접촉 저항은 변형이없는 GE 및 Nige 합금의 크기보다 약 1 배 낮았다 이것은 GE에서의 변형의 영향으로 인한 전기적 특성의 변화로 인한 것으로 생각된다
실제로, 게이트 전극을 형성 한 후, Ni는 불순물로 도핑되지 않은 Ge 나노 와이어에 증착되며, 열처리에 의해, Ge와 Ni는 소스 및 배수 부분에 반응하여 전류의 입구 및 출구에 반응하여 Nige 합금을 형성하여 소스 및 배수를 형성한다ION 이식그리고 관련 프로세스가 제거되어 비용도 줄어 듭니다
이 두 기술을 사용하여 GATE 길이가 65 nm 인 P 형 GE 나노 와이어 트랜지바카라 사이트 주소를 프로토 타입으로 만들었습니다 도 4에 도시 된 바와 같이, 거의 800 µa/µm의 현재 구동력이 얻어졌다 이것은 GE Nanowire 트랜지바카라 사이트 주소의 세계에서 가장 높은 가치입니다
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| 그림 4 : GATE 길이 65 nm 인 프로토 타입 스트레이트 GE 나노 와르 트랜지바카라 사이트 주소의 전류-전압 특성 |
절단 에지 Si 트랜지바카라 사이트 주소의 사양보다 상당히 높은 현재의 구동력을 달성하기위한 장치 구조 및 프로세스의 최적화를 촉진합니다 앞으로는 실험과 시뮬레이션을 결합하여 CMOS 회로에 적용될 때 전원 공급 전압 감소 효과를 명확히 할 것입니다