バイオナノドットを用いた極薄トンネル酸化膜デバイスの電気特性評価

摘要

我々は，これまでにバイオナノドット（BND）を電荷保持ノードとしたフローティングゲート型メモリの開発を行ってきた.本研究では，極薄トンネル酸化膜（≦3nm）を用いたBNDフローティングゲート金属-酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）の特性の評価を行った．トンネル酸化膜厚を1.5nmと極薄化した場合のI_d-V_g特性はヒステリシスを示すが，平行シフトではない．これは，トンネル酸化膜を薄くしたときはゲート電圧挿引によるドレイン電流の増加とともに徐々に電子がドットに注入され、それに伴うしきい値電圧の変化のためであると考えられる．%So far, we have already developed floating gate memory devices using bio-nano-dot (BND). In this study, we fabricated and characterized BND floating-gate MOSFETs with ultra-thin tunnel oxide. Drain current-gate voltage (I_d-V_g) characteristics showed clear hysteresis, but it was not a parallel shift when using ultra-thin tunnel oxide of 1.5 nm. Electrons in the channel are captured by the BND during gate voltage sweep, and then threshold voltage increases resulting in decreased drain current. Retention characteristics are also discussed.