シリコンナノドットを用いた論理機能選択デバイス

使用硅纳米点的逻辑功能选择装置

基本信息

批准号：
19026001
负责人：
高橋庸夫
金额：
$ 1.66万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

シリコン集積回路の極めて大きな問題点である、高機能化に向けての集積度の向上と消費電力の低下の両立を実現し、これとともに微細化に伴うサイズ揺らぎの問題を解決するための、新たなデバイス系を、シリコンのCMOS技術をベースに構築することを目指した。このため、多数のナノドットを用いて揺らぎの効果を緩和し、多数のドットを用いたことによる面積拡大をドット間の単電子伝導を利用した高機能化で、省エネ化とともに補う方式を提案した。本年度は、ナノドットアレイによるフレキシブルな多入力・多出力機能性デバイスを目指して、本課題で提案したシリコンナノドットアレイ構造を従来のCMOSプロセスにより試作し、高い機能を実証するとともに、揺らぎ緩和の効果について、シミュレーションにより示した。1.Siナノドットアレイデバイスの作製と評価シリコンCMOSプロセスにより作製したシリコンのナノドットアレイ上に、2つの入カゲート、さらにその上に機能を制御するための制御ゲートを取り付けた構造を作成した。高機能な2入力の論理ゲートデバイスとして動作させると同時に、マルチドット単電子デバイス特有のドットサイズの揺らぎを許容するため、制御ゲート電圧を変えて、2入力の論理関数を制御ゲート電圧で可変とすることを目指した。その結果、主要な2入力の論理関数のすべてを性gyゲート電圧を変えることで表現できることを実験的に示した。2.シミュレーションによる評価上記の多入力ゲートドットアレイデバイスについて、ランダムなトンネル現象を考慮した伝導特性評価シミュレータを構築し、ナノドットのサイズ揺らぎをどの程度緩和できるかを検討した。その結果、ドットの配置を考慮することで小さな規模のドットアレイを仮定したにもかかわらず、高い確率でフレキシブルな論理機能可変デバイスが実現できることが判明した。

我们正在开发一种新技术，以实现提高集成度以实现更高功能和降低功耗（这是硅集成电路的一个非常大的问题），并解决因小型化而导致的尺寸波动问题。目的是构建一个基于硅 CMOS 技术的器件系统。为此，我们提出了一种使用大量纳米点来减轻波动影响的方法，并通过利用点之间的单电子传导来改善功能性来补偿使用大量点带来的面积扩大，同时节省活力。今年，为了利用纳米点阵列创建灵活的多输入/多输出功能器件，我们将使用传统的CMOS工艺对本项目中提出的硅纳米点阵列结构进行原型设计，展示其高功能性，并研究效果减少波动，通过模拟显示。 1.硅纳米点阵列器件的制造和评估我们创建了一种结构，其中两个输入门和一个用于控制功能的控制门连接在使用硅CMOS工艺制造的硅纳米点阵列的顶部。为了作为高性能2输入逻辑门器件运行，同时容忍多点单电子器件的点尺寸波动特性，可以通过改变控制栅极电压来改变2输入逻辑功能我的目的就是这样做。结果，我们通过实验证明了所有主要的双输入逻辑功能都可以通过改变gy栅极电压来表达。 2.模拟评估对于上述多输入栅点阵列器件，我们构建了考虑随机隧道现象的传导特性评估模拟器，并研究了可以在多大程度上减轻纳米点尺寸波动。结果发现，通过考虑点的布置，即使假设小规模的点阵列，也可以高概率地实现灵活的逻辑功能可变器件。

项目成果

期刊论文数量（35）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Tunnel current measurement of MgO nano-regions during TEM observation

TEM 观察过程中 MgO 纳米区域的隧道电流测量

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
有田;正志
通讯作者：
正志

MgO層に挟まれた単層Fe島状極薄膜の膜構造と磁気抵抗効果

MgO层间单层Fe岛状超薄膜的薄膜结构及磁阻效应

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
太田;幸一
通讯作者：
幸一

Transfer and Detection of Single Electrons using Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistors

使用金属氧化物半导体场效应晶体管传输和检测单电子

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
IEICE Transactions of Electron E90-C
影响因子：
0
作者：
W.C.;Zhang
通讯作者：
Zhang

Stochastic data processing circuit based on single electrons using nano field-effect transistors

基于纳米场效应晶体管的单电子随机数据处理电路

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Applied Physics Letters 92
影响因子：
0
作者：
H.W.;Liu;小野行徳;細谷裕之;西口克彦
通讯作者：
西口克彦

Novel-Functional Single-Electron Device Using Nanodot Array and Multiple Input Gates

使用纳米点阵列和多输入门的新型功能单电子器件

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
高橋;庸夫
通讯作者：
庸夫

DOI：
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高橋庸夫其他文献

Room-temperature-operating data processing circuit based on single-electron transfer and detection with melal-oxide-semiconductor field-effect transistor technology

基于金属氧化物半导体场效应晶体管技术的单电子转移和检测的室温数据处理电路

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Applied Physics Letters Vol.88, No.18
影响因子：
0
作者：
J.-F. Morizur;Y. Ono;H. Kageshima;H. Inokawa;and H. Yamaguchi;Neil M.Zimmerman;Katsuhiko Nishiguchi;Yukinori Ono;Masashi Arita;Nicolas Clement;Takuya Kaizawa;Masashi Arita;Hiroyuki Hosoya;Hiroyuki Hosoya;Katsuhiko Nishiguchi;Kei Takashina;Kei Takashina;Yukinori Ono;高橋庸夫;Masashi Arita;Nicolas Clement;Takuya Kaizawa;Masashi Arita;Hiroyuki Hosoya;Hiroyuki Hosoya;Katsuhiko Nishiguchi
通讯作者：
Katsuhiko Nishiguchi