ナノワイヤトランジスタ

ON状態でたくさん電流を流し、OFF状態でしっかり電流を止められるのがよいMOSFETです。その観点から究極の構造と考えられているのがナノワイヤ型FETです。ただし、チャネルをナノサイズまで細くすると、ソースおよびドレインとの接触部分の面積も小さくなるため、接触抵抗が増大するという副作用が生じます。そこで当研究室では、ソースおよびドレイン領域を金属に置き換えることで抵抗を極限まで小さくする技術を開発しています。

図3

金属と半導体の界面では、特別な工夫をしないとショットキー障壁が形成されてしまいますが、ゲート電圧を印加してショットキー障壁の厚さを制御すると、障壁を透過するトンネル電流を制御する新原理のFET動作をさせることができます。当研究室では、Siナノワイヤの一部をNiシリサイドにしてナノサイズの金属／半導体界面を形成し、トンネルFET動作をさせることに成功しました。このFETの電気特性を調べることで、ナノサイズの金属／半導体界面の特性を詳しく解析することが可能となります。

試作したNiSi/SiショットキートンネルFET
  1. Hiroki Yamashita, Hiroki Kosugiyama, Yasuhiro Shikahama, Shuichiro Hashimoto, Kouhei Takei , Jing Sun, Takashi Matsukawa, Meishoku Masahara, and Takanobu Watanabe, ” Impact of Thermal History of Si Nanowire Fabrication Process on Ni Silicidation Rate,” Japanese Journal of Applied Physics Vol. 53, 085201, (2014). doi:10.7567/JJAP.53.085201
  2. Kohei Takei, Shuichiro Hashimoto, Jing Sun, Xu Zhang, Shuhei Asada, Taiyu Xu, Takashi Matsukawa, Meishoku Masahara, and Takanobu Watanabe, “ON current enhancement of nanowire Schottky barrier tunnel field effect transistors,” Japanese Journal of Applied Physics, Vol.55, 04ED07(2016). doi:10.7567/JJAP.55.04ED07
  3. Shuichiro Hashimoto, Kohei Takei, Jing Sun, Shuhei Asada, Xu Zhang, Taiyu Xu, Toshihiro Usuda, Motohiro Tomita, Ryosuke Imai, Atsushi Ogura, Takashi Matsukawa, Meishoku Masahara, and Takanobu Watanabe, “Origin of Preferential Diffusion of Ni along Si/SiO2 Interface in Si Nanowire,” 28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015), Toyama International Conference Center, Toyama, Nov. 12, 2015.
  4. Shuhei Asada, Shuichiro Hashimoto, Kohei Takei, Jing Sun, Xu Zhang, Taiyu Xu, Toshihiro Usuda, Motohiro Tomita, Ryosuke Imai, Atsushi Ogura, Takashi Matsukawa, Meishoku Masahara, and Takanobu Watanabe, “Controlling Nickelidation Process of Si Nanowire by Ar+ Ion Irradiation,” 28th International Microprocesses and Nanotechnology Conference (MNC 2015), Toyama International Conference Center, Toyama, Nov. 11, 2015.