強誘電体負性容量デバイスシミュレーションにおける過渡解析の必要性

摘要

近年、スマートセンサーノード等、極低消費エネルギーデバイスへの応用を見据えて、強誘電体の負性容量効果を用いた急峻スイッチングトランジスタ[1]が注目されている。ここに急峻スイッチングトランジスタとは、subthreshold swing (SS)が従来トランジスタの物理限界である60 mV/decadeを下回るデバイスである。最近、HfO2系材料で強誘電性が見いだされ、これら強誘電材料をゲート絶縁膜とするトランジスタにおいて、SS急峻化がSi[2,3], Ge[4]等にて報告されている。さらなる特性改善の指針を示すためにはtechnology computer-aided design(TCAD)が重要である。そこで、本研究では、TCADへのLandau–Khalatnikov 方程式の取り込み方について基本的な考察を行ったので報告する。