シリコンナノワイヤトランジスタの三次元量子輸送シミュレーション(プロセス・デバイス・回路シミュレーション及び一般)

概要

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極限構造MOSトランジスタとして、シリコンナノワイヤをチャネルとする1次元MOSトランジスタが注目されている。本稿では、シリコンナノワイヤトランジスタを高精度に設計するために開発した3次元量子輸送シミュレータとその妥当性について報告する。本シミュレータでは、ナノワイヤ中の1次元電子ガスの振舞いを2次元シュレディンガー方程式を解くことで解析し、さらに、チャネル方向の量子輸送については、1次元ウィグナー方程式および1次元非平衡グリーン関数方程式を解くことで取り入れた。また、チャネル方向の量子輸送特性、特にソース・ドレイントンネリングの影響を定量的に評価するために、古典シミュレーションとして1次元ボルツマン方程式を解くことにも取り組んだ。その結果、サブスレッショルド領域のソース・ドレイントンネリングの影響はゲート長が6nm以下で顕著に現れ始めること、また微細化限界の評価では、古典シミュレーションを用いた場合、最小ゲート長の予測値を過小評価することが明らかとなった。
2008-11-06