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原子サイズのMOSFET
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MOSFETはソース、ドレイン領域とゲートおよびその下にあるチャンネル領域が必要です。 ですから、シリコンの原子数個ではこれらの領域を確保できないのではないでしょうか。 今微細化で問題となっていることとして、ゲート酸化膜が薄くなってトンネル電流が無視できないレベルになることがあり、これはMOSFETとしてオン／オフができなくなることを意味します。 （そのため今はゲートの絶縁体の改良が研究対象になっていると思います） また、微細化ということは距離が短くなることなので、動作電圧を下げる必要があるといことも問題となると思います。 （これは不純物濃度の分布の改良などで多少の改善は可能。） いずれにしてもシリコン原子数個というものは無理ではないかと思います。 そのレベルになる前に、別の原理に基づく素子が発明されるのではないでしょうか。
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- virtualnanolab
- ベストアンサー率28% (4/14)
実際に、ゲート長がオングストロームオーダーのMOSFETの作製が可能であるとしても、ショートチャネルが発生してしまうので、ゲート電圧を印加してゲート酸化膜近傍に反転層を作らなくても、つまりゲート電圧がゼロの状態でもドレイン電圧を印加するとドレイン電流が流れてしまうことになるので、ON/OFFの制御が不可能になってしまうのではないかと思います。さらに、ゲート長が電子の平均自由工程よりも小さくなるので、従来の不純物原子による電子散乱現象などが起こらないので、バリスティック伝導という新しい現象が起こることになります。物理的な、デバイスサイズの縮小だけでなく、チャネルを走行する電子の移動度を上げる工夫も必要かもしれません。例えば、歪Siなどがその例です。
お礼
詳しい回答ありがとうございます。勉強になりました。FETでは電子を制御できなくなるのですね。違う原理で電子を制御しないとだめですね。
- Aruku-20030515
- ベストアンサー率23% (362/1544)
どうなんでしょう？ ただいえるのは、現行で90nmプロセスで半導体が 作られるようになっていますが今年末には65nm 研究段階で成功している45nm 現在32nmの研究 っとなるとMOSFETなんかも小さくなるのではないでしょうか？
お礼
早い回答ありがとうございます。 研究段階では、近いうちに数nmとかなりそうですね。
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