デバイス特性揺らぎ

LSIの集積化限界は、個々のMOSFETの特性揺らぎによって決まると考えられています。最先端のMOSFETはFin型からナノワイヤ型へ進化しつつありますが、構造が複雑かつ小さくなるにつれて、特性揺らぎを引き起こす要因も増えると予想されます。

当研究室では、EMC/MD(Ensemble Monte Carlo/Molecular Dynamics)法という粒子ベースのキャリア輸送シミュレーション手法を用いて、ナノサイズのデバイスの特性揺らぎの解析を行っています。

ナノワイヤトランジスタのシミュレーションモデル(左)とナノワイヤ内部のポテンシャルエネルギー分布(右)
ソース/ドレイン領域の不純物分布揺らぎによるオン電流の統計ばらつき
  1. Takefumi Kamioka, Hiroya Imai, Yoshinari Kamakura, Kenji Ohmori, Kenji Shiraishi, Masanori Niwa, Keisaku Yamada, and Takanobu Watanabe, “Current fluctuation in sub-nano second regime in gate-all-around nanowire channels studied with ensemble Monte Carlo/molecular dynamics simulation,” IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM 2012) Extended Abstract, 17.2, p.399-402, (2012). doi:10.1109/IEDM.2012.6479058
  2. Akito Suzuki, Takefumi Kamioka, Yoshinari Kamakura, Kenji Ohmori, Keisaku Yamada, and Takanobu Watanabe, “Source-induced RDF Overwhelms RTN in Nanowire Transistor: Statistical Analysis with Full Device EMC/MD Simulation Accelerated by GPU Computing,” IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM 2014) Extended Abstract, 30.1, pp.713-716 (2014). doi:10.1109/IEDM.2014.7047139
  3. Akito Suzuki, Takefumi Kamioka, Yoshinari Kamakura, and Takanobu Watanabe, “Particle-based Semiconductor Device Simulation Accelerated by GPU computing,” Journal of Advanced Simulation in Science and Engineering, Vol. 2, No. 1, pp. 211-224 (2015). doi:10.15748/jasse.2.211