| 講演名 | 2012-11-16 立体構造シリコン中の熱輸送に関する分子動力学シミュレーション(プロセス・デバイス・回路シミュレーション及び一般) 図師 知文, 大毛利 健治, 山田 啓作, 渡邉 孝信, |
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| 抄録(和) | ナノMOSFETにおいて形成されるとされる縦波光学(LO)フォノンが滞留した非平衡熱分布,いわゆるホットスポットの熱散逸過程を分子動力学(MD)シミュレーションにより調査した.Bulk-FinとSOI-Fin構造における熱拡散過程を比較し,埋め込み酸化膜(BOX)層がその拡散速度に与える影響を調査した.BOX膜厚を原子層レベルで変化させFin部からSi基板への熱拡散過程を解析したところ,Fin構造ではBOX層の厚さが1原子層であっても大きな熱の拡散バリアになることが分かった.これは,音響フォノンのSi基板への拡散がBOX層の存在により阻害され,その熱がFin中に滞留してしまうこどが原因であることが判明した.本結果は,デバイスの自己発熱効果の対策として,ナノ構造中にSi領域でできた熱の通り道を確保する必要があることを示している. |
| 抄録(英) | We perform a series of molecular dynamics (MD) simulations to investigate the transport process of heat in a hotspot region in Bulk and SOI Fin structures, and we analyze how the heat transport process depends on the thickness of buried oxide (BOX). The result shows that the heat flow from the hotspot to Si substrate is impeded when the BOX layer exists even if the thickness is only one atomic layer. Our phonon distribution analysis suggests that the heat transport in the SOI Fin structure is impeded since acoustic phonons stay in the Fin region. This study indicates that having a heat duct in a device can be effective to avoid the self-heating problem. |
| キーワード(和) | フォノン / 自己発熱効果 / 立体構造シリコン / ナノワイヤ / SOI / 分子動力学シミュレーション |
| キーワード(英) | phonons / self-heating effect / Fin structures / nanowire / SOI / molecular dynamics simulations |
| 資料番号 | SDM2012-108 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
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| 開催期間 | 2012/11/8(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 幹事氏名（和） | |
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| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Silicon Device and Materials (SDM) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 立体構造シリコン中の熱輸送に関する分子動力学シミュレーション(プロセス・デバイス・回路シミュレーション及び一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Molecular Dynamics Simulation of Heat Transport in Silicon Fin Structures |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | フォノン / phonons |
| キーワード(2)（和/英） | 自己発熱効果 / self-heating effect |
| キーワード(3)（和/英） | 立体構造シリコン / Fin structures |
| キーワード(4)（和/英） | ナノワイヤ / nanowire |
| キーワード(5)（和/英） | SOI / SOI |
| キーワード(6)（和/英） | 分子動力学シミュレーション / molecular dynamics simulations |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 図師 知文 / Tomofumi ZUSHI |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 早稲田大学理工学術院:JST-CREST Faculty of Science and Engineering, Waseda University:Japan Science and Technology Agency (JST), CREST Kawaguchi, Japan, Japan Science and Technology Agency |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 大毛利 健治 / Kenji OHMORI |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 筑波大学大学院数理物質科学研究科:JST-CREST Graduate School of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba:Japan Science and Technology Agency (JST), CREST Kawaguchi, Japan, Japan Science and Technology Agency |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 山田 啓作 / Keisaku YAMADA |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 筑波大学大学院数理物質科学研究科:JST-CREST Graduate School of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba:Japan Science and Technology Agency (JST), CREST Kawaguchi, Japan, Japan Science and Technology Agency |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 渡邉 孝信 / Takanobu WATANABE |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 早稲田大学理工学術院:JST-CREST Faculty of Science and Engineering, Waseda University:Japan Science and Technology Agency (JST), CREST Kawaguchi, Japan, Japan Science and Technology Agency |
| 発表年月日 | 2012-11-16 |
| 資料番号 | SDM2012-108 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 290 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
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