Research into the formation of crystalline oxide thin films and their application to low-power devices

• Project/Area Number: 25K00939
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 浦岡 行治 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (20314536)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 崇典 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (20983951) ; 木村 睦 龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (60368032) ; Bermundo J.P.S 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (60782521)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2026: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2025: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
• Keywords: 酸化物半導体 / 原子層堆積法 / 薄膜トランジスタ / 信頼性

Outline of Research at the Start

本研究は、生成AIの進展に伴う大規模データ処理に対応可能な、高性能かつ超低消費電力の半導体デバイスの実現を目的とする。特に、酸化物半導体材料に注目し、原子層堆積（ALD）法を用いて形成された薄膜の結晶成長メカニズムを解明する。これにより得られた材料特性を活用し、低電圧駆動が可能なソースゲートトランジスタ（SGT）を開発、さらにそれを脳型情報処理を模倣するニューロモーフィック回路へ応用する。研究は、(1)結晶性と電気特性の相関解析、(2)SGTの試作と性能評価、(3)回路応用と動作実証の3段階に分けて進行し、AI向け半導体回路の省電力化と新機能実装に向けた基盤技術を確立することを目指す。