| Project/Area Number |
23K23226
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| Project/Area Number (Other) |
22H01958 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 29020:Thin film/surface and interfacial physical properties-related
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
Uraoka Yukiharu 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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上沼 睦典 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (20549092)
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)
來福 至 青山学院大学, 理工学部, 助教 (60936871)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
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| Keywords | 酸化物半導体 / 薄膜トランジスタ / ALD法 / 3次元集積回路 / 原子層堆積法 / 半導体 / 機能性薄膜 / 金属酸化物 / トランジスタ / 集積回路 / 金属酸化物薄膜トランジスタ / 三次元デバイス / スパッタ法 / 高集積化 / 3次元素子 / 信頼性 / メモリ / 三次元構造 / 高集積回路 / 三次元高集積回路 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者が永年培ってきた金属酸化物薄膜のプロセス・デバイス技術をベースに、原子層堆積（ALD）技術による新たに薄膜形成技術を確立し、これをチャネル材料とした縦型トランジスタと不揮発性メモリを試作、動作実証することで、その可能性を明らかにする。特に、ALD法による金属酸化物薄膜とゲート絶縁膜としての誘電体薄膜の界面の電子物性を詳しく調査し界面モデルを立案することで、本プロセスの優位性を学術的に明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we conducted fabrication experiments of fine transistors using atomic layer deposition (ALD) for potential application in three-dimensional LSI structures. ALD is notable for its precise atomic-level film thickness control and high conformity to complex 3D shapes. We compared it with conventional sputtering to evaluate the impact of precursor impurities on device performance. Indium oxide was used as the base material, with gallium (Ga) and zinc (Zn) added as dopants. By adjusting doping concentrations and annealing conditions, we assessed the electrical properties, heat resistance, and reliability of the devices. Results showed that proper Ga doping stabilizes the film structure and preserves performance. ALD was also shown to produce devices with characteristics comparable to those made by sputtering, confirming its strong potential for advanced semiconductor fabrication.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、三次元LSI構造への応用を視野に、原子層堆積（ALD）法を用いた微細トランジスタ製造技術の有効性を検証したものである。ALD法は膜厚制御と高被覆性に優れ、次世代半導体製造の中核技術として期待されている。酸化インジウムにGaやZnを添加し、スパッタ法と比較しながら、電気特性や信頼性への影響を体系的に評価した。Gaの適切な添加により、性能と安定性の両立が可能であることを実証した。これにより、ALD法が高信頼性デバイス製造に有望であることを示し、持続可能な情報社会への貢献が期待される。
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