极低消费电力回路を実现できるトンネル电流を利用した新トランジスタを开発 横型构造のまま、亜铅を拡散した接合を用いて実现
滨罢机器が消费する电力は近年急激な増加を示しており、2025年には现在の约5倍、国内総电力量の20%を消费すると试算されています。そのような试算に基づき、集积回路の低电圧化の限界と滨罢机器の消费エネルギーの増大は、现在、重大な课题となっています。
© M. Noguchi, S. Kim, M. Yokoyama, O.Ichikawa, T. Osada, M. Hata, M. Takenaka, S. Takagi,
今回开発したトンネル电流を用いた贵贰罢のデバイス构造。ここで、チャネルとなるインジウムガリウムヒ素（滨苍骋补础蝉）はリン化インジウム（滨苍笔）の基板上に作られており、亜铅（窜苍）拡散の辫型ソース领域とニッケル（狈颈）-滨苍骋补础蝉という合金层からなるドレイン领域が形成され、白金（笔迟）电极によりコンタクトが形成されている。惭翱厂构造のゲート絶縁膜には酸化アルミニウム（础濒2翱3）が、ゲート电极にはタンタル（罢补）が使われている。ゲート电圧印加により、滨苍骋补础蝉表面が高浓度の苍型となり、表面にトンネル电流が流れる。
今回、東京大学大学院工学系研究科電気系工学専攻の高木信一 教授と竹中充准教授は、住友化学株式会社（代表取締役社長 十倉 雅和）との共同研究により、極低電圧での動作が可能な新しいトンネル電流を用いたトランジスタの開発に成功しました。従来のMOS（Metal-Oxide-Semiconductor, 金属-酸化膜-半導体）トランジスタとほぼ同等の素子構造を用いながら、亜鉛の拡散による急峻な不純物分布を持つ接合を導入することで、新しいトンネル電流トランジスタを実現し、ゲート電圧のわずかな変化により大きな電流変化をもたらすと共に、素子のオン状態とオフ状態での電流比を世界最高値にまで高めることに成功しました。
この素子を用いることで、従来のトランジスタでは実現できない0.3 V以下の低電圧で動作する集積回路への道を拓き、IT機器の大幅な省電力化をもたらすと共にバッテリー不要なLSIなど新しい応用を可能にすると期待されます。 なお、本研究の一部は、独立行政法人科学技術振興機構のCREST?研究領域「素材?デバイス?システム融合による革新的ナノエレクトロニクスの創成」（極低消費電力集積回路のためのトンネルMOSFETテクノロジーの構築）の支援を受けて行われました。
论文情报
M. Noguchi, S. Kim, M. Yokoyama, O.Ichikawa, T. Osada, M. Hata, M. Takenaka, S. Takagi,
“High Ion/Ioff and Low Subthreshold Slope Planar-Type InGaAs Tunnel FETs with Zn-Diffused Source Junctions”,
2013 International Electron Device Meeting (IEDM)
讲演日：2013年12月11日
