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本報告は広島大学21世紀COEプログラム「テラビット情報ナノエレクトロニクス」の 2005年度の研究成果をまとめた図面集である。 [2005年度の主な成果] 次世代MOSトランジスタモデル”HiSIM”の開発と国際標準モデル化活動で大きな成果をあげ ました。三浦教授を代表とするモデリンググループでは60nm以下のMOSトランジスタに適用できる表面ポテンシャル記述に基づく物理モデルHiSIM(Hiroshima-University STARC IGFET Model)を開発しました。HiSIMは物理的なモデルであるので,少ないパラメータで特性を表現で きるので,その抽出が容易であり,シミュレーション時間が短く,数値解析が発散することがあ りません。また,微細化する次の世代のトランジスタの特性を予測できることも大きな特徴です。
2003年秋からCMC (Compact Modeling Council)で次世代世界標準モデル選考が始まり, 2005年5月にはPhilips社とPennsylvania州立大学が共同で開発してきたモデル”PSP”とともに 最終候補モデルに選ばれました。5月から11月の間,世界中のCMCメンバーから評価を受け, HiSIMが競合モデルより優れた性能を持つことを実証できました。11月末の国際標準モデル選 考の投票では14:17で惜敗しましが,投票者数がアジア:(ヨーロッパ+アメリカ)=6:25と いう不利な状況の中で,多くの支持を得たことは,HiSIMの優秀性が認識された証拠と考えられます。
COEのターゲットとする領域融合も進捗しています。無線技術と集積回路技術との融合によ る無線インタコネクトを用いた三次元集積技術(3DCSS)によるビジョンシステムのプロトタイプ を試作し,実画像で動作確認しました。3DCSSに対応したマルチオブジェクト認識,動物体検 出・認識などの画像情報処理アルゴリズム,連想メモリベースの学習アルゴリズムの研究も進 みました。微細MOSデバイスの基盤技術の研究成果として,立体ビーム型MOSデバイスの研 究を進め,シリコンビームの3面にゲートを有するトライゲートMOSの試作と動作確認に成功 しました。メタルゲート,高誘電率ゲート材料,膜形成技術も進展しました。 また,デバイスの動作原理と構造・材料とモデリング技術との融合で,超高速受光デバイスの 研究が進みました。また,量子ドット配列の電子分布状態の光応答を観測するのに成功して, 光応答するメモリデバイスが実現できる見通しを得ました。
[今後の展開] COEの成果の応用として,ナノエレクトロニクスとバイオの融合として,シリコンのような無機 物とバイオを結びつけるために発見された酵素を量子ワイヤートランジスタをつけて,ウイルス のような極微生物を出する技術の研究を開始しています。今後,ナノエレクトロニクスを核と する領域融合として,ロボット,バイオ,医療との融合を図って行きますので,ご意見,ご指導を お願いいたします。
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