| Project/Area Number |
23K19123
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0302:Electrical and electronic engineering and related fields
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
Takahashi Takanori 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)
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| Project Period (FY) |
2023-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 酸化物半導体 / 電界効果トランジスタ / 薄膜トランジスタ / 信頼性 / 原子層堆積 / 酸化インジウム / 原子層堆積法 / 薄膜成長 / 集積デバイス |
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| Outline of Research at the Start |
現在, 半導体・電子デバイスで消費されるエネルギーの削減は全世界の課題である. 従来の半導体デバイスはシリコンを中心に研究が行われているが, 更なる低消費電力化には超極小OFFリーク電流を達成可能な酸化物半導体の導入が必須であると推察される. InGaZnO等の酸化物半導体はディスプレイ分野では実用化されているが, 大規模集積回路やメモリ等の集積デバイスに適用するためには、高電子移動度と信頼性を高い次元で両立することが要求される. 本研究では, 前述の要求を満たすために結晶性酸化物半導体の成膜手法として原子層プロセスを導入し, 薄膜成長機構と物性, 素子特性間における相関関係の明確化を図る.
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| Outline of Final Research Achievements |
This study established atomic layer deposited crystalline oxide semiconductor channels that achieve both high mobility and high reliability. Channel materials and device structures were optimized through evaluation of mobility and contact resistance. The crystalline Ga-doped In2O3 channels exhibited intrinsic field-effect mobility of over 50 cm2/Vs, along with a small threshold voltage shift below 100 mV under a positive gate bias stress. These results demonstrate the superiority of crystalline oxide semiconductor materials over conventional amorphous oxide semiconductors.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では原子層堆積法で成膜した酸化物半導体チャネルの高移動度化と高信頼性化の両立に取り組み、結晶構造を有するIn2O3系酸化物半導体が有望であることを実験的に示した。大規模集積回路やメモリに搭載された半導体・電子デバイスの低消費電力化に向けて超極小OFFリーク電流を達成可能な酸化物半導体の導入が有望視されており、本研究で得られた高移動度化および信頼性劣化現象に関する知見は酸化物半導体の集積デバイス応用を加速させる可能性がある。
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