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(In Japanese)シリコンナノデバイスの場所による乱れの効果

Research report code R013000307
Posted date Oct 1, 2003
Researchers
  • (In Japanese)水田 博
  • (In Japanese)古田 善一
  • (In Japanese)中里 和郎
  • (In Japanese)H. Ahmed
Affiliation
  • (In Japanese)Hitachi Cambridge Laboratory, Hitachi Europe Ltd.
  • (In Japanese)Hitachi Cambridge Laboratory, Hitachi Europe Ltd.
  • (In Japanese)Hitachi Cambridge Laboratory, Hitachi Europe Ltd.
  • (In Japanese)Microelectronics Research Centre, University of Cambridge
Research organization
  • (In Japanese)Hitachi Cambridge Laboratory, Hitachi Europe Ltd.
  • (In Japanese)Microelectronics Research Centre, University of Cambridge
Report name (In Japanese)シリコンナノデバイスの場所による乱れの効果
Technology summary (In Japanese)結晶シリコンナノワイヤ(c-Si NW)構造において,ランダムに分布したドナーによってもたらされる静電ポテンシャルの乱れが電子アイランドの形成に関与している。この効果を調べるために,我々はランダムなドーパントの分布を考慮して電子分布の数値シミュレーションを行った。長さ400nm,断面積20nm×10nmのc-Si NWについて求めた計算結果の例を図1(a)に示す。電子アイランドが鎖状に並んでおり,擬一次元多重トンネル接合ができている。これらの電子アイランドにランダムなオフセット電荷を置いてオフセット電荷効果を調べた。図1(a)に対応するc-Si NWで得られた閾電圧の分布を図1(b)に示す。オフセット電荷がないときに較べて閾電圧の平均値は約10mV大きい。これは電荷ピン止め効果によるものである。他方poly-Si NWにおいてはシリコンのグレーンと粒界がそれぞれ電子アイランドとトンネル接合として働くと考えられる。グレーンサイズと同じくらいのチャンネル長と幅を持つpoly-Siポイントコンタクトトランジスタを作った。チャンネルの中に粒界はないかあっても少しである(図2(a))。その電気特性を測定すると,as-depositedのpoly-Siではクーロンブロッケードが見られなかったが,酸化をするとそれが現れた(図2(b))。
Drawing

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R013000307_01SUM.gif R013000307_02SUM.gif
Research field
  • Localized electronic structure in crystals
  • Electrical properties of interfaces in general
  • Solid‐state devices
Research project
  • Core Research for Evolutional Science and Technology;Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena
Information research report
  • (In Japanese)水田 博,古田 善一,中里 和郎,H. Ahmed. Local disorder effects in silicon nanodevices. The Second CREST Symposium on ''Function Evolution of Materials and Devices based on Electron/Photon Related Phenomena'',2001. p.96 - 96.

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