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トランジスタを巡る革命的な出来〜(sh━)国でトライゲート、日本でダイスター

半導のプロセス\術は飛躍的に進tし、いまや微細ナノの時代を迎えている。しかしながら、シリコンをベースに作り屬欧襪箸い世cはあまり変わっておらず、それほどの進tもない、という人たちも数Hい。なぜならば、インテルのプレーナ\術(集室R1)登場以来、トランジスタは常に平C型の2次元構]でありけたわけで、半導の最も基礎となるトランジスタは何にも変わっていない、ともいえるだろう。

ところがここにきて、日(sh━)で同時H発的にR`すべき出来がき始めた。(sh━)国においては、世c最j(lu┛)の半導メーカーであるインテル社がトライゲートトランジスタと}ぶ3次元構]の最新トランジスタ\術を採し、新たなプロセッサファミリを量している。この\術は電流をU(ku┛)御するゲートの構]を2次元から3次元にすることでリーク電流を抑U(ku┛)するとともにトランジスタ密度の向屬魏Δ砲垢襪箸いΑ

プレーナ型トランジスタはICの中心でありけたが、個別トランジスタのj(lu┛)きさは常に縮小しけた。しかし、これ以屬僚名はリーク電流の問で限cがきているといわれている中で、インテル社はいわば3次元構]のトランジスタを導入することでk気の解を図ろうとしているのだ。

22nmプロセスで]される3次元トライゲートトランジスタは、現在の32nmプロセスで]されるプレーナートランジスタと比べて、最j(lu┛)37%の性Ω屬可Δ箸い錣譟△發憩韻言Δ鮗存修靴疹豺腓砲郎能j(lu┛)50%の省電化が図れるともいわれる。インテル社はこの3次元トランジスタでムーアの法Г魄欸eし、14nmプロセス\術にも採していく(sh┫)向であるという。

k(sh┫)、日本においては先ごろ、川j(lu┛)学工学陲例K本研教bがダイスターとよばれる新トランジスタの発表をo式に行なった。これまでのバイポーラトランジスタはpnpかnpnの3層構]をもち、スイッチング機Δ鱆~するトランジスタであるサイリスタ(集室R2)はpnpnまたはnpnpの4層構]を~していた。K本教bが発にこぎつけた新型トランジスタ(ダイスターと命@)およびサイリスタ(ダイリスターと命@)は驚くなかれ、発光ダイオード(LED)とシリコンフォトダイオードを密させただけの構成で来のものと比べても色ない性を(j┤)し、実に使えるというのだ。

ダイスターはベース電流を\やすだけでサイリスタにもなるらしく、LEDとフォトダイオードをくっつけるだけで\幅素子が実現できることは、これまで見たことも聞いたこともない新学説であると言ってよいだろう。

最Zの研|成果によれば、LEDとフォトダイオードを30cm以巛`しても、トランジスタ作(電圧\幅作)があることが判し、いわば光空間の新トランジスタが誕擇靴燭海箸砲覆襦今後どのような応?d─n)t開が見込まれるかは、さらなる開発に待つところであるが、(r┫n)常に期待できるデバイスであるといって良いだろう。

ちなみに、トランジスタを発したウィリアム・ショックレイF士の理bは、接合型pnpトランジスタの動作理bにおいてベース層は(r┫n)常に薄く、不純馭仕戮小さいので孔はベース層を拡gにより突きsけてコレクタ覦茲肪する、という電導説に基づくものだ。ところが、K本教bの出した仮説は実に興味深い。つまりは、トランジスタはそもそもエミッタ-ベース間の発光作とコレクタ-ベース間のp光作により動作しているのではないか、という光動説を主張するのだ。はてさて、世cのHくの学会がどのように反応するかは実にエキサイティングなところなのだ。

噞タイムズ社代表D締役 泉谷渉


集室R)
1) プレーナICを発したロバート・ノイス(hu━)は当時フェアチャイルドセミコンダクターにおり、「裏切りの8人」のk人ジャン・ホーニ(hu━)が同じ会社でプレーナプロセスを開発した。インテルはシリコンゲートMOSトランジスタをいち早く開発した。このため厳密には、プレーナ型シリコンゲートMOSトランジスタと言った(sh┫)がいいかもしれない。
2) トランジスタそのものもスイッチング機Δ鬚發帖トランジスタは、入電圧を加えた時間だけ出電流が流れるのに瓦靴董▲汽ぅ螢好燭魯押璽箸縫僖襯垢魏辰┐襪肇ンしける、いわゆるラッチX(ju└)となって入をゼロにしても出電流が流れける。サイリスタは電流をVめるために転流?d─ng)v路という出端子の電圧を逆にするためのv路を導入しなければならず使いづらいため、入ゲートを負にすればオフできるGTO(ゲートターンオフサイリスタ)につながった。GTOでさえ負の二つの電源が要なためやはり使いづらく、入ゲートを(極性が逆なら負)にした時だけ電流がオンになる(トランジスタと同じ)IGBTへとさらに発tした。

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