| 研究課題/領域番号 |
04402035
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| 研究種目 |
一般研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子機器工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
石原 宏 東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (60016657)
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| 研究分担者 |
會澤 康治 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (40222450)
浅野 種正 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (50126306)
徳光 永輔 東京工業大学, 精密工学研究所, 助教授 (10197882)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1994
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| 研究課題ステータス |
完了 (1994年度)
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| 配分額 *注記 |
15,900千円 (直接経費: 15,900千円)
1994年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1993年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1992年度: 8,500千円 (直接経費: 8,500千円)
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| キーワード | ニューラルネット / 強誘電体 / Si / 自己学習 / 適応学習 / MISFET / 自己学習機能 / MOSFET / ニューロ素子 |
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| 研究概要 |
本研究課題は、電子デバイスにおける学習機能の創出という観点から、強誘電体を用いた適応学習機能付きニューロデバイスおよびそれを利用したニューロン回路を提案し、その動作原理ならびに作製技術を詳細に検討したものである。本研究で提案したニューロン回路は、強誘電体薄膜をゲート絶縁膜に用いたMISFETをシナプス部に用いて複数のパルス入力の積和演算を行い、その結果を単接合トランジスタ(UJT)を用いてしきい値判断を行い、出力する。
本研究では、代表的な強誘電体であるPbZrTiO_3(PZT)薄膜の電気的特性、特に短いパルスによる部分分極反転特性を詳細に検討し、強誘電体薄膜が適応学習機能を持つことを明らかにした。次にニューロデバイス形成のため、シリコン(Si)、GaAs基板上への強誘電体薄膜の形成実験を行い、結晶性や電気的特性を評価した。PZTに関しては、Si基板上に直接形成するとPZTとSiとの相互拡散が激しく、良好なPZT薄膜を得ることは困難であることを指摘し、Si基板上にエピタキシャル成長した高誘電体SrTiO_3(STO)をバッファ層に用いることを提案した。本手法により、相互拡散が抑制され、STOと同方向に配向したPZT薄膜のSi基板上への成長に成功した。また、半導体基板上へ形成可能な新しい強誘電体としてBaMgF_4(BMF)に着目した。分子線エピタキシ-(MBE)法によりSi、GaAs基板上にBMF薄膜を成長し、その電気的特性を評価したところ、残留分極約1μC/cm^2の強誘電特性をもつBMF薄膜が得られた。
また、平行してUJTのSOI基板上への試作研究も行い、発振特性を確認したほか、UJT特性の計算機シミュレーションにより、界面再結合速度がUJTの特性に大きく影響することを明らかにした。
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