Development of finishing methods for creation of atomically flat side-surfaces of three-dimensional nano-devices utilizing defect-site selective reactions

• Project/Area Number: 20H02483
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 服部 賢 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (00222216)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 梓 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (80464238)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2020: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000)
• Keywords: 原子平坦 / 側壁面 / 三次元デバイス / ウェットプロセス / 走査トンネル顕微鏡

Outline of Research at the Start

パソコンやスマホの性能を決めるトランジスタは年々微細化され、現在のサイズは10 nm台、構造は立体型へと大きく高密度化されている。更に2030年代にはトランジスタが積層した超高密度三次元ナノデバイスの実現が予定されている。
現在の問題点はデバイス側壁面の凹凸が 2～3 nmと大きく、電気抵抗の増大など多くの性能劣化を引き起こしていることである。この解決には側壁面凹凸を原子平坦面にする必要がある。
本研究では、原子平坦化する仕上げのウェットエッチング反応を原子レベルの顕微観察で調べ、この理解に基づいた欠陥サイト選択反応を応用することにより、従来できなかった側壁面原子平坦加工法を開発する。