横山FIRST活動サマリ
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バックエンドデバイスナノカーボン材料の開発と応用低電圧動作CMOS18Siに代わる新材料を導入して消費電力の90%削減に挑むシリコン(Si)トランジスタの微細化によって、動作電圧が低下し、今後消費電力を3分1に低下できる見込みがある。これに対して、ゲルマニウム(Ge)やⅢ-Ⅴ族化合物などの移動度が高い材料を使って、動作電圧を0.4V以下にして消費電力を10分の1にすることを試みた。その結果、0.4V以下での動作を可能とする移動度とSS値を達成した。 研究分担者の手塚勉氏が率いる研究グループの目標は、電子や正孔の移動度が高くオン電流値が大きい、シリコン(Si)に代る新しい材料としてゲルマニウム(Ge)やⅢ-Ⅴ族化合物を使うことで、消費電力を10分の1にすること。 ただし、オン電流値が高いだけではなく、もう一つの指標も満たさなければ消費電力の低減は難しい。それは、オフ電流値を1桁変化させるために、トランジスタのオン/オフを制御しているゲート電圧はどれだけ変化させる必要があるのかを表すSS値。SS値が高ければ、トランジスタのオン/オフの区別がつかなくなり、トランジスタがスイッチとして機能しなくなる。 電界効果トランジスタ(FET)の理論的なSS値は60mV/桁が限界であり、消費電力10分の1を達成するためには、移動度増大倍率は5倍以上に、SS値は移動度増大倍率によって60〜110mV/桁の範囲に入る必要がある。 一般的に、トランジスタ回路は、電子が流れるn型トランジスタと正孔が流新材料・新構造CMOS技術の研究開発Research and development of high-mobility and non-planar channel CMOS technology

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