바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[연구 부서 이사 Kanamaru Masatake] 공동 연구 그룹 Green Nanoelectronics Center [Collaborative Research Group Naoki Yokoyama] Irisawa Toshifumi 특정 집중적 인 연구 전문가들은 Sumitomo Chemical Co, Ltd [Tokura Masakazu]와 협력했습니다 대규모 통합 회로의 전력 소비MOSFET(PMOSFET) 및 Indium Gallium Arsenide (바카라 사이트 쿠폰) N- 타입 MOSFET (NMOFSET)CMOS 인버터의 프로토 타입을 만들었습니다 그리고 처음으로 운영을 시연했습니다
바카라 사이트 쿠폰 등Group III-V 화합물 반도체nmosfet은 전통적입니다LSI에 사용 된 실리콘 (si) n MOSFET과 비교하여, 더 낮은 전압에서 더 많은 전류를 전달할 수 있습니다 반면에 GE의 PMOSFETS는 Si-PMOSFET보다 낮은 전압으로 더 많은 전류를 통과 할 수 있습니다 LSI가이를 결합한 CMOS 회로로 구성되면 SI에서는 불가능한 전력 소비를 크게 줄일 수 있지만 이러한 CMOS 회로의 작동은 현재까지 실현되지 않았습니다 이번에는 CMOS 인버터가 단열 필름을 통해 상단과 하단에 GE-PMOSFETS 및 바카라 사이트 쿠폰-NMOSFET을 쌓아서 구성되었으며, 그 작동이 확인되었습니다 GE 및 바카라 사이트 쿠폰의 층을 분리하면 각 층의 제조 프로세스를 개별적으로 쉽게 최적화 할 수 있으므로 적절하게 적합합니다임계 값 전압유지하는 동안이동성최대화 할 수있었습니다 또한, 바카라 사이트 쿠폰-nmosfets는 GE-PMOSFET 바로 위에 형성되기 때문에, 회로 영역은 P- 타입 및 N- 타입 MOSFET을 나란히 배열하는 일반적인 방법에 비해 감소 될 수있다 이 CMOS 회로 작동 데모는 초 저전력 LSI의 실현에 기여할 것으로 예상됩니다
이 기술의 세부 사항은 2013 년 6 월 11 일부터 13 일까지 교토 현 교토시에서 개최 될 2013 VLSI 기술 심포지엄에서 발표 될 것입니다
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| 프로토 타입 GE 및 바카라 사이트 쿠폰를 사용하는 CMOS 인버터의 건설 다이어그램 (왼쪽) 및 전송 특성 (오른쪽) |
휴대용 정보 장치의 폭발성 스프레드와 IT 장치의 전력 소비가 증가함에 따라 전자 정보 장치의 전력 소비를 줄여야합니다 이를 위해서는 전자 정보 장치에 설치된 LSI를 구성하는 개별 트랜지스터에 공급 된 전압 (전원 공급 전압)을 줄이는 것이 중요합니다 전통적으로 트랜지스터미니 화로 감소되었지만 최근에는 약 1V에서 감소 속도가 느려졌습니다 이는 전원 공급 전압이 낮아지면 트랜지스터 작동에 필요한 전류 값을 얻을 수 없음을 의미합니다공식 전류따라서 LSI의 전력 소비를 줄이기 위해 SI보다 전자 및 구멍 이동성이 높을 수있는 새로운 재료를 도입해야하며 연구 개발이 더욱 활성화되고 있습니다
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 GNC는 설립 이후 LSI의 저전압 작동을 목표로 GE 및 바카라 사이트 쿠폰, 높은 이동성 재료 인 GE 및 바카라 사이트 쿠폰를 사용하여 MOFSET의 성능을 향상시키는 연구 및 개발을 수행하고 있습니다 이러한 결과를 결합하여 세계 최초의 GE/바카라 사이트 쿠폰 CMOS 운영을 성공적으로 시연했습니다
또한이 연구 결과는 First Project의 보조금 "Green Nanoelectronics를위한 핵심 기술 개발"(센터 연구원 : Yokoyama Naoki)을 통해 얻었습니다 또한, 바카라 사이트 쿠폰epitaxial Layer의 개발 및 생산 Sumitomo Chemical과 협력하여 수행되었습니다
높은 구멍 이동성을 갖는 GE는 PMOSFET에 적합한 반면, 전자 이동성이 높은 바카라 사이트 쿠폰와 같은 III-V 화합물 반도체는 NMOSFET에 적합합니다 이들 개별 트랜지스터의 성능 개선에 대한 많은보고가 있었으며, 동일한 기판에 다른 채널이 형성되는 경우도있다 그러나 이러한 다른 MOSFET이 사용되었습니다듀얼 채널 CMOS회로 작동 예제가보고되지 않았습니다
그림 1은 GE 및 바카라 사이트 쿠폰를 사용하여 듀얼 채널 CMOS 인버터 (GE/바카라 사이트 쿠폰-CMOS 인버터)의 제조 방법을 보여줍니다 먼저, PMOSFET은 GE 기판에 제작되며, 인터레이어 절연 필름이 상단에 형성되며,이를 평평하게 만들기 위해 연마됩니다 다음으로, 인듐 인산 (INP) 기질에서epitaxial Growth바카라 사이트 쿠폰 박막의 표면 측면은 실온에서 층간 절연 필름의 표면에 부착됩니다 INP 기판을 산에 용해시키고 제거함으로써, 바카라 사이트 쿠폰 박막이 GE-PMOSFET에 형성된다 바카라 사이트 쿠폰 박막에 NMOSFET을 형성 한 후, 상단 및 하부 MOSFET이 연결된 배선 공정에 의해 인버터 회로가 형성되었다 무화과 도 2는 회로가 프로토 타입으로 된 보드의 외부 및 단면도를 보여준다 상단 및 하단 MOSFET은 약 30 nm의 우수한 정확도로 위치 할 수있었습니다 또한, P- 타입 및 N 형 MOSFET을 쌓아서 회로 영역을 크게 줄일 수도있다
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| PMOSFET 제작 |
바카라 사이트 쿠폰 박막 목장 |
NMOSFET 제작 |
| 그림 1 : 이번에 개발 된 GE/바카라 사이트 쿠폰-CMOS 인버터 제작 방법 |
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| (a) |
(b) |
| 그림 2 : 기판 (4 인치 GE 기판 및 2 인치 바카라 사이트 쿠폰 박막 부착)의 외관 (a) 및 MOSFET 스택의 단면 구조의 투과 전자 현미경 이미지 (b) |
그림 3은 상부 잉 가아스 -NMOSFET의 전자 이동성과 하부 GE-PMOSFET의 구멍 이동성을 보여줍니다 둘 다 MOSFET 단독을 제조하는 것과 동등한 높은 이동성을 얻었습니다 또한, 각 MOSFET의 전류-전압 특성의 스택으로 인해 특별한 악화가 없습니다 이는 바카라 사이트 쿠폰의 스택에 큰 힘이 적용되지 않기 때문에 상단 NMOSFET를 형성 할 때의 최대 온도는 350 ° C의 저온으로 유지됩니다
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| 그림 3 : 바카라 사이트 쿠폰-nmosfets (왼쪽) 및 GE-PMOSFETS (오른쪽)의 구멍 이동성의 전자 이동성 (오른쪽) |
회로의 올바른 작동을 보장하기 위해서는 상단 및 하부 MOSFET의 임계 값 전압을 올바르게 설정하는 것이 중요합니다 동일한 평면에서 상이한 재료로 만들어진 P- 타입 및 N 형 MOSFET을 배열하는 기존의 방법에서, 복잡한 단계는 일반적으로 각 임계 값 전압을 개별적으로 조정하기 위해 필요하다 반면에, 이번에 개발 한 적층 구조로, 각각의 P- 타입 및 N- 타입 MOSFET의 이동성은 각 상단 및 하부 MOSFET에 대해 최적의 단계를 순차적으로 적용함으로써 최대화 될 수있다
게이트 스택구조를 사용하면 각 임계 값 전압을 적절하게 설정할 수 있습니다 무화과 도 4는 준비된 GE/바카라 사이트 쿠폰-CMOS 인버터의 전송 특성을 보여준다 전원 공급 전압 1V뿐만 아니라 02V의 저전압으로 작동합니다 이는 스태킹 프로세스 후에도 인버터를 구성하는 각 P- 타입 및 N 형 MOSFET의 임계 값 전압이 적절하게 설정됨을 나타냅니다
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| 그림 4 : 제조 된 GE/바카라 사이트 쿠폰 듀얼 채널 CMOS 인버터 및 회로 다이어그램의 입력/출력 특성 (왼쪽) 구성 (오른쪽) |
이러한 방식으로, GE 및 III-V 화합물 반도체로 구성된 듀얼 채널 CMOS 인버터 회로를 GE-PMOSFET에 바카라 사이트 쿠폰-nmosfets를 쌓아서 제조했으며, 그 작동이 시연되었다 스태킹으로 인해 각 MOSFET의 임계 값 전압의 특성 또는 변동이 악화되지 않으며, 스태킹으로 회로 영역을 감소시킬 수 있으므로 듀얼 채널 CMO의 유망한 기본 구성입니다
앞으로보다 실용적인 크기의 트랜지스터 (단편 채널 MOSFET)를 사용하여 회로의 작동을 보여주고 작동 속도의 이점을 확인하고자합니다