| 講演名 | 2012-12-17 ED2012-93 歪みと量子閉じ込め効果を考慮したモンテカルロ計算によるナノゲートInGaAs/InAs/InGaAsチャネルHEMTのDC・RF特性(ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム) 遠藤 聡, 渡邊 一世, 笠松 章史, 三村 高志, |
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| 抄録(和) | InAlAs/InGaAs系HEMTをより高速化する手段の一つとして,InGaAsチャネル層内にInAs層を導入したInGaAs/InAs/InGaAsコンポジットチャネルHEMTがある.本研究では,InGaAs/InAs/InGaAsチャネルHEMTのモンテカルロ計算において,極薄InAs層に歪みや量子閉じ込め効果(2次元電子ガス,2DEG)を導入してモデルを厳密化し,DC・RF特性のゲート長Lg依存性を計算した.2DEGの効果を導入するとドレイン電流は減少する.しかしながら,短チャネル効果による負の閾値電圧シフトは,2DEGの考慮の有無に関わらずチャネルアスペクト比Lg/d(d:バリア層とチャネル層の厚さの和)が約5以下で起こる.また,遮断周波数fTは2DEGを考慮すると低くなる.Lg = 20 nmでは,2DEGを考慮しない場合にfT = 943 GHz,考慮した場合にfT = 813 GHz が得られた.fTの傾向は,主にゲート電極下チャネル層中の電子速度を反映している.今回の結果は,InGaAs/InAs/InGaAsチャネルHEMTにおいてLgを20 nm程度まで微細化することで,fTの最高値が得られる可能性があることを示している. |
| 抄録(英) | To achieve higher-speed operations of InAlAs/InGaAs HEMTs, an InGaAs/InAs/InGaAs composite layer is used as a channel. We carried out Monte Carlo (MC) simulations of InGaAs/InAs/InGaAs channel HEMTs considering strain and quantum confinement effects (2-dimensional electron gas, 2DEG) in very thin InAs layer and examined the effect of gate length Lg on DC and RF performances. With considering the effect of 2DEG, the drain-source current Ids decreases. However, the negative threshold voltage shift due to the short-channel effects is not affected by considering 2DEG. The threshold voltage shift occurs in the region Lg/d <～ 5 (d: sum of the barrier and channel layer thicknesses). On the other hand, the cutoff frequency f_T values with 2DEG were lower. At an Lg of 20 nm, the calculated fT values were 943 GHz without 2DEG and 813 GHz with 2DEG. The trend of the fT values with Lg reflects that of the electron velocities mainly. The present simulation results indicate that the record fT might be obtained by reducing Lg to 20 nm for InGaAs/strained-InAs/InGaAs channel HEMTs. |
| キーワード(和) | HEMT / InAs / コンポジットチャネル / モンテカルロ計算 / 2次元電子ガス / 相互コンダクタンス / 短チャネル効果 / 遮断周波数 |
| キーワード(英) | HEMT / InAs / Composite channel / Monte Carlo simulations / 2-dimensional electron gas / Transconductance / Short-channel effects / Cutoff frequency |
| 資料番号 | ED2012-93 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | ED |
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| 開催期間 | 2012/12/10(から1日開催) |
| 開催地（和） | |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
| 委員長氏名（英） | |
| 副委員長氏名（和） | |
| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 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 | Electron Devices (ED) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ED2012-93 歪みと量子閉じ込め効果を考慮したモンテカルロ計算によるナノゲートInGaAs/InAs/InGaAsチャネルHEMTのDC・RF特性(ミリ波・テラヘルツ波デバイス・システム) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | ED2012-93 DC and RF Performances of Nanogate InGaAs/InAs/InGaAs Channel HEMTs Studied by Monte Carlo Simulations Considering Strain and Quantum Confinement Effects |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | HEMT / HEMT |
| キーワード(2)（和/英） | InAs / InAs |
| キーワード(3)（和/英） | コンポジットチャネル / Composite channel |
| キーワード(4)（和/英） | モンテカルロ計算 / Monte Carlo simulations |
| キーワード(5)（和/英） | 2次元電子ガス / 2-dimensional electron gas |
| キーワード(6)（和/英） | 相互コンダクタンス / Transconductance |
| キーワード(7)（和/英） | 短チャネル効果 / Short-channel effects |
| キーワード(8)（和/英） | 遮断周波数 / Cutoff frequency |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 遠藤 聡 / Akira Endoh |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構:富士通研究所 National Institute of Information and Communications Technology:Fujitsu Laboratories Ltd. |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 渡邊 一世 / Issei Watanabe |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構 National Institute of Information and Communications Technology |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 笠松 章史 / Akifumi Kasamatsu |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 情報通信研究機構 National Institute of Information and Communications Technology |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 三村 高志 / Takashi Mimura |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 富士通研究所:情報通信研究機構 Fujitsu Laboratories Ltd:National Institute of Information and Communications Technology |
| 発表年月日 | 2012-12-17 |
| 資料番号 | ED2012-93 |
| 巻番号（vol） | vol.112 |
| 号番号（no） | 364 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |