안전한 바카라 사이트 핀을위한 새로운 전도 제어 기술 개발

바카라 커뮤니티 (Nomaguchi Ari 회장) (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[연구 부서 이사 Kanamaru Masatake] 공동 연구 그룹 Green Nanoelectronics Center [Collective Research Group Director Yokoyama Naoki] (이하 "GNC") Shu, 특별한 집중 연구 전문가이자 초청 된 연구원 인 Ogawa Shinichi, Nanoelectronics Research,Nanodevices Center[센터 디렉터 Akinaga Hiroyuki] 및 다른 사람들은 국제 나노 아키시 아닉스 리서치 센터 [Aono Masakazu 최고 책임자] (이하 "WPI-MANA")와 협력하고 있습니다안전한 바카라 사이트 핀에 대한 새로운 전기 전도도 제어 기술을 개발했습니다

이번에 개발 된 기술은 안전한 바카라 사이트 핀 용입니다헬륨 이온 현미경헬륨 이온 빔을 조사하는 데 사용됩니다 인위적으로 저밀도크리스탈 결함, 안전한 바카라 사이트 핀의 전자 및House게이트 전극에 전압을 적용함으로써 이러한 결정 결함을 도입함으로써 전도 제어는 지금까지 이론적으로 예측되었지만, 실험 온도에서 실험 온/오프 작동은 달성되지 않았다 이번에 개발 된 기술은 넓은 지역 웨이퍼에 대한 기존 제조 기술의 프레임 워크 내에 도입 될 수 있습니다

이 기술에 대한 세부 사항은 국제 요소 및 재료 회의 (SSDM2012)에서 Kyoto City에서 9 월 25 일부터 27 일까지 2012 년까지 개최 될 예정입니다

프로토 타입 안전한 바카라 사이트 핀 장치의 헬륨 이온 미세 이미지

최근에는 휴대용 정보 장치의 폭발성 스프레드와 IT 장치의 기능 증가에 대한 우려가 제기되었으며 전자 정보 장치의 전력 소비를 줄이기위한 사회적 요구가 증가하고 있습니다 그러한 사회적 요구에서대규모 통합 회로 (LSI)빠른 진보를 보여 주었고, 기존의 트랜지스터 구조는 가지고 있습니다짧은 채널 효과YA도펀트로 인한 특성 변화9791_10085Bandgap가 없기 때문에 스위칭 트랜지스터로 사용될 때 전류를 충분히 차단할 수 없습니다 따라서, 안전한 바카라 사이트 핀에서 밴드 갭을 생성하는 방법이 적극적으로 조사되고 있지만, 지금까지 실질적으로 사용될 것으로 예상되는 방법은 발견되지 않았다

GNC는 2010 년 4 월에 설립되어 Catting-Edge Research and Development Support Program (First)에서 채택한 프로젝트를 구현하여 내각 사무소와 일본 과학 홍보 협회가 운영하는 프로젝트를 구현했습니다 AIST 연구원 및 5 개의 회사 (Fujitsu Corporation, Toshiba Corporation, Hitachi Corporation, Renesas Electronics Corporation 및 ULVAC Corporation)의 차차 연구원으로 구성됩니다 2010 년부터 GNC는 Tsukuba Innovation Arena의 연구 지원 프레임 워크 아래 AIST Nanoelectronics Research Division, AIST Nanodevices Center 및 재료 기관 WPI-Mana와 공동 연구 시스템을 설립했으며 안전한 바카라 사이트 핀의 전자 적용에 대한 연구 및 개발을 수행하고 있습니다 이 연구 결과는 First Project의 보조금, "녹색 나노 전자 공학을위한 핵심 기술 개발"(센터 연구원 요코야마 나오키)을 통해 얻었습니다

헬륨 이온 현미경을 사용하여도 1에 도시 된 안전한 바카라 사이트 핀 요소의 중심에 적절한 양의 헬륨 이온 빔을 조사함으로써 안전한 바카라 사이트 핀의 전기 전도도 상태를 변화시켰다 이 요소의 불필요한 부분의 안전한 바카라 사이트 핀은 또한 조사 양이 높은 헬륨 이온 빔으로 절연되었다 (도 1) 이 안전한 바카라 사이트 핀은 흑연 결정으로부터 분리되고 실리콘 기판상의 이산화 실리콘 절연 필름의 표면에 고착되며, 전극이 전기 특성 평가를 위해 형성된다

그림 1 프로토 타입 안전한 바카라 사이트 핀 장치에서 헬륨 이온 조사 영역의 개념적 다이어그램

상기 언급 된 헬륨 이온 조사의 효과는 안전한 바카라 사이트 핀을 통한 전류가 안전한 바카라 사이트 핀을 통해 크게 감소하게한다 (도 2) 이때, 헬륨 이온의 조사량에 따라, 원자 크기의 결정 결함이 적절한 양의도 1과 조사 된 영역에서 안전한 바카라 사이트 핀에 도입된다 약 01% ~ 1%의 저밀도에서 1 이러한 저밀도 결함의 효과는 안전한 바카라 사이트 핀을 통해 흐르는 전류를 감소시킵니다

그림 2 이온 조사 양과 관련하여 현재 값의 변화

이러한 저밀도 결함 소개, 안전한 바카라 사이트 핀Fermi Level에너지 근처의 상태 밀도의 비교적 밀도운송 갭발생하고 Fermi 수준은이 전송 간격 내에 있으며 전류 흐름이 없습니다 안전한 바카라 사이트 핀 및Backgate전극 사이에 전압을 적용함으로써, 안전한 바카라 사이트 핀의 페르미 수준에서의 에너지는 증가 또는 감소 될 수 있으며, 전류는 백 게이트의 전압에 의해 변조 될 수있다 따라서 안전한 바카라 사이트 핀에서 기능화 된, 실온에서 약 2 배의 크기ON/OFF 비율| 실현되었다 (그림 3) 결정 결함으로 기능화 된 안전한 바카라 사이트 핀의 경우, 온 오프 비율은 실온에서 단일 순서를 초과하지 않았지만 이번에는 이번에는 실온에서 2 배 이상의 온 오프 비율을 달성했습니다

그림 3 헬륨 이온 조사에 의해 기능화 된 안전한 바카라 사이트 핀의 실온에서의 전류 온/꺼짐 작동 (조사 양 87x1015이온/cm2) 삽입은 로그 플롯입니다

안전한 바카라 사이트 핀 기능화 방법은 넓은 넓은 안전한 바카라 사이트 핀을 사용하여 처리 될 수 있으므로 초 미세한 와이어의 가장자리를 제어하기가 매우 어렵습니다안전한 바카라 사이트 핀 나노 리본이것은 혁신보다 더 유망한 기술 일 수 있습니다 또한 평소리소안전한 바카라 사이트피기술과 결합하면 전체 웨이퍼를 이온과 조사 할 수 있으므로 기존 실리콘 CMOS 제조 기술의 프레임 워크 내에서 처리를 수행 할 수 있습니다

　상단 게이트제어중인 트랜지스터 작동을 달성하고 대규모 웨이퍼를 사용하여 프로토 타입 장치를 생산하는 것을 목표로하고 있습니다 동시에, 우리는 기능화 된 안전한 바카라 사이트 핀의 전기적 특성, 특히 현재 온 오프 비율 및 전하 이동성을 향상시키기 위해 고품질 안전한 바카라 사이트 핀을 달성 할 것이다

◆ 안전한 바카라 사이트 핀

그것은 흑연을 구성하는 모노 토믹 박막이며, 탄소 원자가 평면에서 벌집 격자와 같은 모양으로 배열되는 구조를 갖는다 2004 년 영국 맨체스터 대학교 (University of Manchester)의 그룹에 의해 접착제 테이프로 흑연에서 분리되었으며, 독특한 물리학이 공개 된 이후 연구가 전 세계적으로 빠르게 진행되고 있습니다 맨체스터 대학교 (University of Manchester Group)는이 성과를 위해 2010 년 노벨 물리학상을 수상했습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 헬륨 이온 현미경

전기장에 의해 가속되는 헬륨 이온 빔이 재료에 조사 될 때 발생하는 2 차 전자 및 반사 이온을 감지하는 이온 현미경의 유형 원리는 주사 전자 현미경의 원리와 거의 동일하지만, 재료 파의 파장은 전자 빔보다 짧고 전자 빔보다 더 강하게 수렴 할 수 있기 때문에 더 높은 해상도에서 관찰 될 수 있습니다 또한, 조사 될 샘플의 조사 된 헬륨 이온의 양을 제어함으로써 조사 될 샘플의 에칭 및 물리적 특성이 제어 될 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ Crystal Defect

크리스탈의주기적인 구조는 국부적으로 파괴되었습니다 안전한 바카라 사이트 핀의 경우, 2 개의 인접한 탄소 원자의 배열이 90도 회전하고 원자 공석이 알려진 석재 웨일즈 결함 결정 구조의 이러한 장애는 결정 내에서 자유롭게 움직일 수있는 전자 및 구멍 (전도 전하)에 강한 국소 교란을 유발하여 전도 전하가 산란을 일으킨다[참조로 돌아 가기]

◆ 홀

전자가 누락 된 반도체의 일부는 양전하가있는 전자처럼 동작합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 대규모 통합 회로 (LSI)

반도체 결정의 표면에 많은 수의 트랜지스터로 구성된 회로 모음 현대 논리 회로에서, 거의 모든 것이 실리콘 결정의 표면에 형성되어 현대 전자 장치의 핵심을 형성합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 짧은 채널 효과

MOS 트랜지스터의 채널 길이가 짧아지면 트랜지스터의 전기적 특성이 악화됩니다 특히, 게이트 작동은 단기 채널 길이로 인해 소스 및 배수로 인한 고갈 층의 근접성으로 인해 악화된다 채널 아래에 산화물 층이 묻혔다Si-on-iniDer(SOI) 구조는이 짧은 채널 효과를 줄이는 기술 중 하나입니다[참조로 돌아 가기]

◆ Dopant로 인한 특성 변화

도핑은 소량의 불순물을 의도적으로 혼합하여 전류를 통과하기 어려운 반도체로 전류를 흐르기 쉽고이 목적을 위해 혼합 된 불순물을 도펀트라고합니다 많은 도펀트가 채널, 소스 및 배수 및 게이트 전극과 같은 트랜지스터에 도입되었지만, 트랜지스터의 소형화의 결과로, 도펀트의 밀도 및 위치에서의 약간의 변동은 임계 값 전압과 같은 전기적 특성에 비교적 큰 영향을 미쳤으며, 이는 사실이 추가로 전송되는 주요 요인으로 간주되었다 트랜지스터의 특성에 대한 이러한 변화의 영향을 피하기 위해서는 전체 회로의 작동 전압을 높이로 설정해야합니다 이는 LSI의 전력 소비를 줄이는 데 방해가됩니다 이러한 특성 변화의 영향을 피하기위한 기술이 조사되고있다[참조로 돌아 가기]

◆ Bandgap

물질의주기적인 결정 구조로 인해 결정의 전자에 의해 얻을 수있는 에너지의 범위는 밴드 구조를 형성하지만,이 경우 전자에 의해 얻을 수없는 에너지의 범위를 금지 된 밴드 또는 밴드 갭이라고합니다 밴드 갭 내에서 큰 밴드 갭 및 페르미 레벨을 갖는 재료는 절연체입니다 반면, 반도체는 밴드 갭 내에서 페르미 레벨을 갖지만 비교적 작은 밴드 갭을 갖는 재료이며, 불순물 이식 또는 필드 효과에 의해 전기 전도성을 쉽게 제어 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Fermi Level

도체 내의 전자 시스템에서는 절대 제로의 전자의 가장 높은 에너지에 해당하지만 반도체 및 절연체에서는 Fermi 레벨이 원래 대역 간격 내에 있으므로 온도 및 불순물 도핑과 같은 상황에 따라 변화합니다 페르미 레벨 근처에 에너지가있는 전자는 전기 전도에 기여할 수 있지만, 페르미 레벨이 밴드 갭 내에 있으면 페르미 레벨 근처의 전자가 국한되면 전류는 흐르기가 어렵다[참조로 돌아 가기]

◆ 교통 갭

전도전 전하가 공간적으로 국한된 도체에서 상태의 밀도가 높은 상태로 Fermi 수준이 증가하면 국소화 된 상태 사이의 공간 거리가 서로 감소하고 겹치게됩니다 결과적으로, 재료 전체에 전하 운송이 가능합니다 이 경우 운송의 유무를 분리하는 에너지 수준은 이동성 가장자리 (Mobility Edge) 및 이동성 종료 사이에 현지화 된 상태를 일으키는 에너지의 범위를 전송 간격이라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ Backgate

안전한 바카라 사이트 핀은 표면이 산화 된 실리콘 기판에 부착되지만,이 산화물 필름은 절연체이기 때문에 평행 평평한 판 커패시터는 기판의 실리콘과 표면의 안전한 바카라 사이트 핀 사이에 형성된다 따라서, 실리콘 기판은 안전한 바카라 사이트 핀의 게이트 전극으로서 작용할 수있다 이 경우, 실리콘 기판은 원소가 형성되는 표면의 뒷면에 있으며 특히 뒷문이라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 온/오프 비율

게이트 제어에 의해 채널의 전류가 증가하거나 감소 할 때 최대 전류 값 (전류)의 최소 전류 값 (오프 전류)의 비율 소량의 온 화폐는 회로의 작동을 속도로 느리게하는 반면, 큰 오프 퓨런트는 큰 오프 퓨렌트가 누출 전류로 인해 전력 소비를 증가시켜 트랜지스터에 큰 온 오프 비율이 바람직합니다 일반적으로 저온은 전류 오프 전류 억제가 더 강하기 때문에 온 오프 비율이 더 큽니다 안전한 바카라 사이트 핀에서는 소수의 사례 만 실온에서 온 오프 비율이 10 이상입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 안전한 바카라 사이트 핀 나노 리본

10 nm 미만의 폭을 갖는 초산 안전한 바카라 사이트 핀을 안전한 바카라 사이트 핀 나노 리본 (GNR)이라고합니다 이는 2004 년 안전한 바카라 사이트 핀의 분리 이전에 이론적으로 가장자리 모양 (안락 의자 유형, 지그재그 타입)에 따라 금속성 또는 반도체를 나타내는 일본 그룹에 의해 지적되었다 실험적으로, 화학적으로 형성된 GNR 및 탄소 나노 튜브는 전류의 상대적으로 큰 ON/OFF 비율을 나타냅니다 그러나, GNR의 실제 전도는 가장자리 모양보다 리본 폭에 더 크게 의존하는 것으로 알려져 있으며, 수송 간격은 리본 가장자리의 결정 결함 또는 교란으로 인한 잠재력의 교란으로 인해 발생한다는 것을 지적했다[참조로 돌아 가기]

◆ 리소안전한 바카라 사이트피

이것은 요소와 회로의 구조를 기판으로 전송하는 기술이며, 기판에 코팅 된 저항 (감광제)은 상태를 변경하여 상태를 변경하고 저항 (또는 다른 부품 만) 만 제거됩니다 저항이 제거되고, 기판의 노출 된 부분 만 에칭되고 이온을 이식 할 수있다[참조로 돌아 가기]

◆ 상단 게이트

기판의 개별 트랜지스터 사이에 절연 필름으로 형성된 전극은 요소의 상단에서 기판을 덮기 위해 형성되므로 특히 상단 게이트라고합니다 백 게이트는 기판의 모든 요소에 작용하는 반면, 상단 게이트는 개별 요소를 제어합니다[참조로 돌아 가기]