바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 회장] (이하 "AIST")NanoElectronics Research Division[연구 부서 이사 Yasuda Tetsuji] Mori Takahiro, Nanocmos Accumulation Group, Matsukawa Taka의 최고 연구원 및 다른 사람들은 연구 그룹의 책임자 인 Silicon터널 필드 효과 트랜지스터 (터널 FET)링 오실레이터 바카라 족보의 작동을 달성했습니다 운영 속도를 두 배로 늘 렸습니다
터널 FET는 약 02 ~ 03V의 저전압으로 구동 될 것으로 예상되는 새로운 작동 원리를 기반으로하는 트랜지스터입니다통합 바카라 족보에 적용될 것으로 예상됩니다 매우 낮은 전력 소비 통합 바카라 족보를 실현하기 위해서는 동일한 실리콘 기판에 다른 극성, N 형 및 P 형 터널 페트를 통합하여 기존 통합 바카라 족보와 유사한 바카라 족보를 작동시킬 필요가있다 이번에는 터널 FET를 처음으로 사용하는 링 발진기 바카라 족보의 작동을 시연했습니다 또한, AIST에서 개발 된 드라이브 전류 증가 기술을 사용하여 작동 속도는 작업이 처음 시연 된 시점에 비해 두 배가되었습니다 이는 실리콘 터널 피트를 사용하여 초 저전력 통합 바카라 족보를 실질적으로 적용하기위한 주요 발전이며, IoT 기술의 확산에 기여할 것으로 예상됩니다
이 기술에 대한 자세한 내용은 2016 년 12 월 5 일부터 7 일까지 미국 샌프란시스코에서 열리는 국제 회의 (미국 태평양 표준시) 2016 IEEE International Electron Devices Meeting에서 발표 될 예정입니다
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| 이번에 제작 된 터널 FET에 의해 만든 링 진동 바카라 족보의 광학 현미경 사진, 개략도 및 출력 특성 |
다양한 "사물"이 인터넷에 연결된 사물 인터넷 (IoT)이라는 기술은 훨씬 더 정교한 정보 사회를 만들 것으로 예상됩니다 이 중 일부 IoT 장치가 있습니다환경 발전대규모 통합 바카라 족보 (LSI)소량의 전력으로도 정보 계산 및 커뮤니케이션을 수행 할 수 있습니다
작은 전력으로 작동을 달성하기 위해, 열쇠는 LSI를 구성하는 개별 트랜지스터의 구동 전압을 줄이는 것입니다 지금까지 LSI는 가지고 있습니다필드 효과 트랜지스터 (MOSFET)| 사용되었으며 구동 전압이 점차 감소했지만 최근 몇 년 동안 최고점에 도달했습니다 따라서 터널 피트는 MOSFET을 대체하기위한 차세대 트랜지스터로 주목을 받고 있으며 02 ~ 03V의 매우 작은 전압으로 구동 될 것으로 예상됩니다
AIST는 IoT 장치에 대한 저전력 LSI를 실현하는 것을 목표로하고 있으며 터널 피트와 같은 새로운 작동 원리를 가진 트랜지스터를 연구하기 위해 노력하고 있습니다 현재까지 성능을 향상시키기 위해 새로운 구조 터널 FET 기술이 구현되었습니다 (Aisotech Press 발표 2013 년 6 월 10 일) 및 불순물 강화 드라이브 전류 (바카라 규칙 : 차세대 바카라 규칙의 운영 속도를 극적으로)가 개발되어 터널 페트의 긴 수명을 보여 주었다 (AIST : 매우 낮은 전압에서 작동하는 터널 바카라 사이트 추천의) 등이 그런 일을했습니다
또한,이 연구 개발의 일부는 국립 에너지 및 산업 기술 개발 연구소 (National Institute for Energy and Industrial Gexchance Development), "새로운 에너지 환경 기술 주요 프로그램 (2014-2015)"및 과학 연구를위한 과학 보조금 홍보를위한 일본 협회 (Young Research (A), 문제 번호 15h05526)에 의해 지원되었습니다
기존 MOSFET 사용디지털 바카라 족보우리는 N 및 P 유형에 대해 극성이 다른 트랜지스터를 사용합니다보완 바카라 족보방법이 사용됩니다 마찬가지로, 터널 피트를 사용하는 바카라 족보에 대한 보완 바카라 족보 시스템에서 작동을 실현해야합니다 보완 바카라 족보의 기본 단위는인버터, 그리고 수십 개의 이러한 인버터가 통합되면 링 발진기 바카라 족보가됩니다 링 발진기 바카라 족보는 작동 속도를 평가하여 통합 바카라 족보 개발에 필수적입니다 그러나 링 진동 바카라 족보가 올바르게 진동하려면 상보 바카라 족보를 실현하고 수십 개의 트랜지스터를 통합하며 모든 트랜지스터를 동시에 작동시켜야합니다 이들은 고급 프로세스 기술이 필요하며 터널 피트뿐만 아니라 새로운 트랜지스터를 개발할 때 주요 장애물입니다 터널 피트의 개발에서 인버터 작동은 여전히 전 세계 몇몇 그룹에서만 실현되며 링 발진기 바카라 족보의 작동은 실현되지 않았습니다
이번에는 상보 바카라 족보 방법을 사용하여 링 진동 바카라 족보를 제작했습니다 이 링 진동 바카라 족보는 N- 타입 및 P 형 터널 FET (SOI 평면 유형) 각각 23 개로 통합되며 총 46 개가 23 개의 인버터를 생산하고 링 모양으로 연결합니다
먼저, 우리는 하나의 n- 타입과 하나의 p 형 터널 FET를 사용하여 프로토 타입 인버터를 만들고 그 작동을 확인했다 무화과 도 1은 프로토 타입 인버터의 주사 전자 현미경 사진 및 입력/출력 특성을 보여준다 인버터는 N 형 터널 FET 및 P 형 터널 FET가 직렬로 배열되고 전압을 반전시키는 보완 바카라 족보입니다 그림과 같이 도 1, 이번에 생성 된 인버터는 높은 입력 전압에 대해 낮은 출력 전압을 생성하고, 낮은 입력 전압에 대해 높은 출력 전압을 얻었고, 전압을 반전시켰다 이런 식으로, 터널 FET를 사용하는 인버터가 작동한다는 것이 확인되었다
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| 그림 1 터널 FET를 사용하여 인버터의 스캐닝 전자 현미경 (왼쪽) 및 입력/출력 특성 (오른쪽) |
링 타입 진동 바카라 족보에서, 전압 역전은 링 모양으로 연결된 인버터에 의해 연속적으로 반복되고, 홀수 시간을 반전시킨 후, 신호는 첫 번째 인버터로 돌아갑니다 이 프로세스는 반복되고 전압은 시간이 지남에 따라 변동하고 진동이 발생합니다
그림 2는 준비된 링 발진기 바카라 족보의 광학 현미경 사진 및 출력 전압 특성을 보여줍니다 이번에 생성 된 링 진동 바카라 족보에서, 출력 전압은 시간이 지남에 따라 변경되었고 진동 작동이 관찰되었다 이 진동 작동은 모든 통합 터널 피트의 올바른 작동에 의해 달성되며, 이는 터널 FET를 사용하는 상보 바카라 족보 시스템에서 링 진동 바카라 족보의 작동이 처음으로 입증되었음을 나타냅니다 이는 터널 피트를 사용하여 초 전력 통합 바카라 족보를 실현하기위한 주요 단계입니다
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| 그림 2 터널 FET (상단) 및 출력 전압 특성 (하단)으로 제작 된 링 발진기 바카라 족보 |
AIST는 차세대 트랜지스터의 운영 속도를 향상시키기위한 기술로 터널 피트의 드라이브 전류를 늘리는 기술을 개발해 왔습니다 그림 3 은이 기술을 사용하는 터널 페트를 사용한 링 진동 바카라 족보를 보여줍니다운영 주파수(작동 속도) 및 적용되지 않은 경우 작동 주파수 이 드라이브 전류 증가 기술을 적용함으로써 작동 주파수가 약 두 배나 높다는 것이 입증되었습니다
미래의 기술 개발이 더 빠른 속도와 운영 전압을 허용하는 경우 터널 피트를 사용한 통합 바카라 족보는 실제 사용에 접근 할 것이며, IoT 장치를 통해 안전하고 안전한 사회의 실현에 기여하고 모바일 장치의 전력 소비를 줄일 것으로 예상됩니다
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| 그림 3 드라이브 전류가 증가 할 때 터널 FET 링 발진기 바카라 족보의 작동 주파수 전류가 증가하는 기술 |
이번에는 터널 FET의 작동 전압이 예상보다 높았으므로임계 값 전압 조정 기술의 개발을 통해 저전압 작동을 목표로합니다 또한 실제 사용을 위해서는 약 100 배의 작동 속도가 필요하므로 속도가 높아질 것입니다 또한, 우리는 링 발진기 바카라 족보 이외의 터널 피트를 사용하여 통합 바카라 족보를 실현하는 것을 목표로합니다 이러한 연구를 통해 터널 피트를 사용하여 초 저전력 LSI의 실제 적용에 기여할 것입니다 현재 우리는 Ultra Low Power Data Collection Systems의 IoT 프로모션/연구 및 개발을위한 National Research and Energy and Industrial Gevelopment Agency의 교차 기술 개발 프로젝트를 지원하여 이러한 연구 개발을 진행하고 있습니다