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Thermal stability improvement of diamond logic circuits for high-temperature application

研究課題

研究課題/領域番号 18K13806
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

劉 江偉  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 独立研究者 (30732119)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードダイヤモンド / トランジスタ / MOSFET / diamond / logic circuits / Diamond / Logic circuits / High-temperature
研究成果の概要

ワイドバンドギャップ半導体ダイヤモンドは、高温、高出力、高周波の電子デバイスの作製に適していることはよく知られている。最近、水素終端ダイヤモンドベース金属-酸化膜-半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)論理回路などの作製は成功しましたが、アニーリング温度が300℃を超えるとうまく動作しません。本研究では、水素終端ダイヤモンドのオーム接触とMOSFETの熱安定性を改善するの目的であり、パラジウム/水素終端ダイヤモンドの比接触抵抗が低く、熱安定性が良いと結論が出る。 500度でアニールした後の二酸化ケイ素/水素終端ダイヤモンドMOSFEは安定に動作することができる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

Thermal stability of hydrogen-terminated diamond MOSFETs are improved greatly. They can operate well at annealing temperatures as high as 500 ℃ for as long as one hour. This study is meaningful to the development of diamond MOSFETs and MOSFET logic circuits for high-temperature applications.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of Annealing Temperature on Performances of Boron-Doped Diamond Metal-Semiconductor Field-Effect Transistors2020

    • 著者名/発表者名
      Liu Jiangwei、Teraji Tokuyuki、Da Bo、Ohsato Hirotaka、Koide Yasuo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices

      巻: 67 号: 4 ページ: 1680-1685

    • DOI

      10.1109/ted.2020.2972979

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermal stability investigation for Ohmic contact properties of Pt, Au, and Pd electrodes on the same hydrogen-terminated diamond2020

    • 著者名/発表者名
      Xiaolu Yuan, Jiangwei Liu, Siwu Shao, Jinlong Liu , Junjun Wei, Bo Da, Chengming Li Yasuo Koide
    • 雑誌名

      AIP Advances

      巻: 10 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High Current Output Hydrogenated Diamond Triple-Gate MOSFETs2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Jiangwei、Ohsato Hirotaka、Da Bo、Koide Yasuo
    • 雑誌名

      IEEE Journal of the Electron Devices Society

      巻: 7 ページ: 561-565

    • DOI

      10.1109/jeds.2019.2915250

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Output Current Boron-Doped Diamond Metal-Semiconductor Field-Effect Transistors2019

    • 著者名/発表者名
      Liu Jiangwei、Teraji Tokuyuki、Da Bo、Koide Yasuo
    • 雑誌名

      IEEE Electron Device Letters

      巻: 40 号: 11 ページ: 1748-1751

    • DOI

      10.1109/led.2019.2942967

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress in diamond-based MOSFETs2019

    • 著者名/発表者名
      Xiao-lu Yuan, Yu-ting Zheng, Xiao-hua Zhu, Jin-long Liu, Jiang-wei Liu, Cheng-ming Li, Peng Jin & Zhan-guo Wang
    • 雑誌名

      International Journal of Minerals, Metallurgy, and Materials

      巻: 26 ページ: 1195-1205

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] An overview of high-k oxides on hydrogenated-diamond for metal-oxide-semiconductor capacitors and field-effect transistors2018

    • 著者名/発表者名
      Jiangwei Liu, Yasuo Koide
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 18

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Annealing effects on hydrogenated diamond NOR logic circuits2018

    • 著者名/発表者名
      Jiangwei Liu, Hirotaka, Oosato, Meiyong Liao, Masataka Imura, Eiichiro Watanabe, Yasuo Koide
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 112 号: 15 ページ: 153501-153501

    • DOI

      10.1063/1.5022590

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A density functional study of the effect of hydrogen on electronic properties and band discontinuity at anatase TiO2/diamond interface2018

    • 著者名/発表者名
      Kongping Wu, Meiyong Liao, Liwen Sang, Jiangwei Liu, Masataka Imura, Haitao Ye, Yasuo Koide
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 123 号: 16 ページ: 161599-161599

    • DOI

      10.1063/1.5002176

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Diamond Nano-/Micro-Fin Channels for Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors.2020

    • 著者名/発表者名
      LIU, Jiangwei, OOSATO, Hirotaka, DA, Bo, KOIDE, Yasuo
    • 学会等名
      The 13th MANA International Symposium 2020 jointly with ICYS
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of boron-doped diamond metal-semiconductor field-effect transistors2019

    • 著者名/発表者名
      LIU, Jiangwei, TERAJI, Tokuyuki, DA, Bo, KOIDE, Yasuo
    • 学会等名
      第33回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] High current output T-type and triple-gate hydrogenated diamond MOSFETs2019

    • 著者名/発表者名
      LIU, Jiangwei, KOIDE, Yasuo.
    • 学会等名
      30th International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrical properties of hydrogenated diamond MOSFETs after annealing at 500 °C2019

    • 著者名/発表者名
      LIU, Jiangwei, OOSATO, Hirotaka, DA, Bo, TERAJI, Tokuyuki, KOIDE, Yasuo
    • 学会等名
      30th International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Science/Technology of Interface-Engineered High-K Dielectric Nanolaminate-Based Oxides / Diamond Films for New Generation High Power Electronics2019

    • 著者名/発表者名
      Orlando Auciello, Elida de Obaldia, LIU, Jiangwei, KOIDE, Yasuo
    • 学会等名
      7th International Symposium on Integrated Functionalities
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High current output T-type and triple-gate fin-type hydrogenated diamond MOSFETs2019

    • 著者名/発表者名
      LIU, Jiangwei
    • 学会等名
      2019 International Symposium on Single Crystal Diamond and Electronics(SCDE 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Depletion-/enhancement-mode hydrogenated-diamond MOSFETs and MOSFET logic circuits2018

    • 著者名/発表者名
      Jiangwei Liu, Yasuo Koide
    • 学会等名
      E-MRS & MRS-J BILATERAL SYMPOSIUM
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-quality diamond epitaxial layer growth and electron devices application2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Koide, Jiangwei Liu, Masataka Imura, Meiyong Liao
    • 学会等名
      SSDM2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enhancement-mode hydrogenated diamond MOSFETs2018

    • 著者名/発表者名
      Jiangwei Liu, Meiyong Liao, Masataka Imura, Yasuo Koide
    • 学会等名
      29th International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Logic circuits using depletion/Enhancement-modes H-diamond MOSFETs2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuo Koide, Jiangwei Liu, Masataka Imura, Meiyong Liao
    • 学会等名
      12th New Diamond and Nano Carbons Conference NDNC2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of diamond MOSFET logic circuits2018

    • 著者名/発表者名
      Jiangwei Liu
    • 学会等名
      半導体表面化学セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ダイヤモンド論理回路チップの開発2018

    • 著者名/発表者名
      Jiangwei Liu, Yasuo Koide
    • 学会等名
      SATテクノロジーショーケース2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] Liu, Jiangwei

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/liu_jiangwei?locale=ja

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] LIU, Jiangwei (劉 江偉)

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/liu_jiangwei

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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