바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[연구 부장 Kanamaru Masatake] Collaborative Research Group의 Green Nanoelectronics Center의 최고 연구원이자 공동 연구 그룹 인 Morita Yukinori는 새로운 구조를 사용하여 합성 전기 필드 바카라 꽁 머니 FET의 작동을 입증했습니다
바카라 꽁 머니 필드 효과 트랜지스터 (바카라 꽁 머니 FET)전자바카라 꽁 머니 효과Transtor원칙필드 효과 트랜지스터 (MOSFET)의 한계를 초과하는 저전압에서 켜지거나 끌 수 있기 때문에 전력 소비가 줄어들 것으로 예상됩니다 그러나 전류는 MOSFET보다 작게 흐르며 실제로 적용 할 때 도전이되었습니다 이 새로운 바카라 꽁 머니 피트 구조는 지정된 게이트 전압에서 더 강한 전기장을 적용 할 수있는 새로운 유형입니다채널8939_8982통합 회로 (LSI)의 전력 소비 감소에 기여할 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 자세한 내용은 2013 년 6 월 11 일부터 13 일까지 교토 현 교토시에서 개최 될 "VLSI Technology Symposium"(2013VLSI 기술 심포지엄)에서 발표됩니다
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| 이번에 개발 된 새로운 바카라 꽁 머니 FET의 횡단면의 변속기 전자 현미경 이미지 |
휴대용 정보 장치 및 고성능 컴퓨터와 같은 전자 정보 장치의 확산 및 처리 된 정보의 양도 에너지 소비도 증가하고 있습니다 전자 정보 장치에서 전력 소비 감소에 대한 사회의 수요가 있지만, 전자 회로를 구성하는 현재 저전력 소비의 현장 효과 트랜지스터 (MOSFET)가 원리 제한에 접근하고 있습니다
이 한계를 극복하기 위해 바카라 꽁 머니 피트는 MOSFET과 다른 원리로 작동하는 요소로 주목을 받고 있습니다 원칙적으로, 바카라 꽁 머니 피트는 MOSFET의 한계를 초과하는 저전압에서 켜지거나 꺼질 수 있으므로,이를 사용하여 전자 회로의 전력 소비를 줄일 수 있기를 희망합니다
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 기존 LSI의 전력 소비를 10 분의 1에서 100 분의 1로 줄이기 위해 바카라 꽁 머니 피트 및 장치 운영 모델을 개발해 왔습니다 이 연구 개발은 "Green Nanoelectronics의 핵심 기술 개발"(센터 연구원 : Yokoyama Naoki)의 보조금으로 수행되었습니다
바카라 꽁 머니 FET의 게이트 전극에 게이트 전압이 적용되면, 전기장으로 인해 소스와 채널을 분리하는 장벽은 더 얇아지고 바카라 꽁 머니 효과는 전자가 장벽을 통과하여 전류가 트랜지스터를 통과하게합니다 이 원칙을 통해 기존 MOSFET보다 낮은 전압에서 전류를 켜거나 끄십시오 다시 말해, 갑작스런 전환으로 인해 낮은 전압에서도 작동 할 수있는 저전력 소비 전자 회로가 구성 될 수 있습니다 (그림 1)
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| 그림 1 작동 원리 및 작동 전압 감소 바카라 꽁 머니 피트 |
그러나 바카라 꽁 머니 피트는 바카라 꽁 머니 효과를 사용하기 때문에 전류가 MOSFET보다 작게 흐르는 문제가 있습니다 큰 전류를 효율적으로 얻으려면 바카라 꽁 머니 접합부에 강한 전기장을 적용하는 것이 중요합니다 강력한 전기장을 적용하려면 대형 게이트 전압이 필요하지만 전력 소비를 줄이려면 더 낮은 전압이 필요합니다 따라서, 새로운 채널 및 전극 구조를 사용하여 동일한 게이트 전압을 갖는 더 강한 전기장을 얻었다
그림 2 (c)와 (d)는 이번에 생산 된 새로운 구조 바카라 꽁 머니 FET의 개략도입니다 고농도로 이식 된 불순물이있는 소스에서 매우 얇습니다비 도장채널epitaxial Growth후, 게이트 전극을 2 층 구조를 갖는 채널 주위에 배치하여 3 차원 구조를 갖는 트랜지스터를 형성 하였다 도 2 (a) 및 (b)에 도시 된 바와 같이, 종래의 바카라 꽁 머니 페트는 수직 (a) 또는 평행 (b)의 효과에 의해 전기장을 켜고 끄기 위해 설계되었다 대조적으로,이 시간에 개발 된 구조는 채널 측면 표면의 측벽에서 고도로 농축 된 소스 사이의 인터페이스에서 수직 및 수평 전기장을 겹쳐서 이전보다 더 강한 전기장을 허용합니다 바카라 꽁 머니 FET 의이 새로운 구조는 "합성 전기 필드 바카라 꽁 머니 FET (합성 전기장 바카라 꽁 머니 FET : SE-TFET) "
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| 그림 2 기존 구조 및 새로운 구조 바카라 꽁 머니 FET 비교 |
그림 3은 이번에 개발 된 종래의 바카라 꽁 머니 FET와 합성 전기 필드 바카라 꽁 머니 FET에 대해 얻은 게이트 전압과 배수 전류 사이의 관계를 보여줍니다 합성 전기 필드 바카라 꽁 머니 FET는 기존 바카라 꽁 머니 피트보다 10 ~ 100 배 더 큰 배수 전류를 갖습니다 에피 택셜 성장 층의 두께와 채널의 폭을 줄임으로써, 더 강한 전기장을 바카라 꽁 머니 접합부에 적용하여 장치를 소형화함으로써 성능을 향상시킬 수 있습니다 또한, 현재의 합성 전기 필드 바카라 꽁 머니 FET는 실리콘 (SI)으로 만들어졌지만, 현재 구조는 또한 SI를 초과하는 성능을 갖는 장치 자료 인 Germanium과 같은 복합 반도체 및 인듐 갈륨 아르 세 나이드를 사용하는 화합물 반도체를 사용하여 바카라 꽁 머니 피트에서 효과적 일 수있다 미래의 소형화 및 재료의 발전은 성능을 더욱 향상시킬 것으로 예상 될 수 있습니다
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| 그림 3 기존 및 새로운 구조 바카라 꽁 머니 피트의 배수 전류 |
프로세스 최적화 및 저전압에서 계속CMOS행동을 목표로합니다 또한, 추가 소형화에 의해, 우리는 기존 바카라 꽁 머니 피트를 훨씬 능가하고 작동 전압을 더욱 줄이는 성능을 달성하는 것을 목표로합니다 실험, 시뮬레이션 및 회로 작동 모델을 결합하여 CMOS 회로에 적용될 때 전원 공급 전압 감소 효과도 명확하게 설명합니다