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相補型可塑特性細線素子、共鳴型特性素子及びそれらを用いた集積回路

国内特許コード P06A009054
整理番号 A111P54
掲載日 2006年6月16日
出願番号 特願2002-235840
公開番号 特開2004-079674
登録番号 特許第4161340号
出願日 平成14年8月13日(2002.8.13)
公開日 平成16年3月11日(2004.3.11)
登録日 平成20年8月1日(2008.8.1)
発明者
  • 松川 貴
  • 金丸 正剛
  • 昌原 明植
  • 伊藤 順司
出願人
  • 独立行政法人産業技術総合研究所
発明の名称 相補型可塑特性細線素子、共鳴型特性素子及びそれらを用いた集積回路
発明の概要

【課題】単なるスイッチ機能しか有さない従来の素子に代えて、ナノ領域において発現する物性を利用した高機能素子を提供する。
【解決手段】単位長さ当たりに含まれるドーパントの数が単位長さ当たりの表面準位数以下であるp型またはn型半導体でなる細線4と、細線4の側面に近接して設けたサイドゲート5と、細線の上部に絶縁膜6を介して配置した読み出しゲート7とで成る。サイドゲート5または読み出しゲート7の電圧により、細線4を流れる電流を独立に制御でき、種々の素子特性を実現できる。p型及びn型可塑特性細線素子を組み合わせた相補型可塑特性細線素子は、本素子1個で、共鳴電圧または共鳴幅が任意に選択可能な共鳴特性素子として機能する。
【選択図】    図1

従来技術、競合技術の概要
従来、LSI(集積回路)の高機能化は、トランジスタのサイズを縮小し、より多数のトランジスタを集積する、すなわち高集積化により果たしてきている。現在、高集積化は、MOSトランジスタの場合、MOSトランジスタのチャネル長が数十ナノメーターを下まわるナノ領域に突入しようとしている。しかしながら、チャネル長がこの領域に至ると、所謂短チャネル効果が顕著になり、トランジスタとして動作しなくなるという動作原理上の限界、すなわち、微細化限界に直面している。また、高集積化に伴うトランジスタ数の増加による、LSIの消費電力の増加も、無視できない課題となっている。
このため、従来のLSIの高機能化は、微細加工技術の進歩に比例して達成されてきたが、現時点で、重大な暗礁に乗り上げ、停滞を見せている。
【0003】
ところで、近年の高機能LSIには、信号処理技術(Digital Signal Processing)を用いた、各種の認識用LSI、例えば、パターン認識処理LSIといったものがある。パターン認識処理LSIは、ある一定の参照値に対する入力に対してのみ出力値が発生する、いわば、共鳴機能を有する基本ブロックを多数組み合わせて実現される。しかしながら、入力のon、offに対して、出力がon,offするという単純なスイッチ機能しか有していないトランジスタを組み合わせて実現しているため、1個の共鳴機能基本ブロックを構成するために極めて多くのトランジスタを必要とし、高機能LSIは必然的に高集積化を必要としている。
産業上の利用分野
この発明は、パターン認識等の高度な情報処理をつかさどる集積回路の要素素子に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】 単位長さあたりに含まれるドーパントの数が単位長さ当たりの表面準位数以下であるp型半導体でなる細線と、この細線の側面に近接して配置されたサイドゲートと、上記細線と上記サイドゲートの上部または下部に絶縁膜を介して配置された読み出しゲートと、からなるp型可塑特性細線素子と、
単位長さあたりに含まれるドーパントの数が単位長さ当たりの表面準位数以下であるn型半導体でなる細線と、この細線の側面に近接して配置されたサイドゲートと、上記細線と上記サイドゲートの上部または下部に絶縁膜を介して配置された読み出しゲートと、からなるn型可塑特性細線素子と、
を備え、
上記p型可塑特性細線素子における細線と上記n型可塑特性細線素子における細線とが並列に接続され、
上記p型可塑特性細線素子の読み出しゲートと上記n型可塑特性細線素子の読み出しゲートが互いに接続され、
この接続された共通の読み出しゲート、上記p型可塑特性細線素子のサイドゲート及び上記n型可塑特性細線素子のサイドゲートを、それぞれ信号の入力端子とし、この並列に接続された細線を流れる電流を制御することを特徴とする、相補型可塑特性細線素子。
【請求項2】 前記細線の側面及び前記サイドゲートの側面の何れかまたは両方の側面が、曲率半径の小さい角を有することを特徴とする、請求項1に記載の相補型可塑特性細線素子。
【請求項3】 前記細線の表面が、電子を捕獲する絶縁膜で覆われていることを特徴とする、請求項2に記載の相補型可塑特性細線素子。
【請求項4】 請求項1乃至3の何れかに記載の相補型可塑特性細線素子を用い、前記n型及びp型可塑特性細線素子のサイドゲートへ、同極性信号電圧を印加して共鳴電圧を制御することを特徴とする、共鳴型特性素子。
【請求項5】 請求項1乃至3の何れかに記載の相補型可塑特性細線素子を用い、前記n型及びp型可塑特性細線素子のサイドゲートへ、逆極性電圧を印加して共鳴幅を制御することを特徴とする、共鳴型特性素子。
【請求項6】 請求項1乃至5の何れかに記載の素子を用いたことを特徴とする、集積回路。
産業区分
  • 固体素子
  • その他機械要素
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2002235840thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 電子・光子等の機能制御 領域
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