| 研究課題/領域番号 |
19H02184
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
冨岡 克広 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (60519411)
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| 研究分担者 |
池辺 将之 北海道大学, 量子集積エレクトロニクス研究センター, 教授 (20374613)
本久 順一 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60212263)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
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| キーワード | ナノワイヤ / トランジスタ / トンネルFET / FET / III-V / 電気・電子材料 / 半導体デバイス / 結晶成長 / 省エネルギー / ナノ材料 / 薄膜・量子構造 / ナノワイヤ材料 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、ナノワイヤ結晶成長で形成されるSi/III-V異種接合を応用することで、低消費電力性能と高性能化を両立した縦型トンネルFETからなる立体集積回路の基盤技術を確立する。具体的には、高品質ナノワイヤチャネルとSi/III-V異種接合を形成することで、Siグリッド細線上に、極低電圧でスイッチングする縦型トンネルFETアレイを集積し結晶成長技術で高性能化を図る。さらに、配線配置の組み合わせで相補型スイッチング動作を実証し、縦型ナノワイヤTFETからなる立体集積回路の基本構成を作製し、回路動作を実証することで、超低消費電力・高効率次世代集積回路の基礎を築く。
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| 研究成果の概要 |
本研究は，研究代表者が独自に確立したナノワイヤ異種集積技術を更に発展・探究するだけでなく，III-V 族化合物半導体ナノワイヤ材料からなる高速・低消費電力/ 高効率 3 Ｄ回路の基盤技術を創出し，新しい三次元(3D) 立体回路を実現するトランジスタ集積技術を確立し，既存の平面集積パラダイムを革新し，次世代エレクトロニクスの新たな潮流を創出する．本研究では，新しい Si/III-V ナノワイヤ接合とトンネル輸送原理で，ナノワットで駆動する超高効率新型トランジスタを創出した．これらの成果から，ナノワイヤ TFET による立体回路構造の新たな設計指針が得られた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果によって、超低消費電力で動作するスイッチ素子の作製と集積技術が確立された。爆発的な情報端末・車載エレクトロニクスの普及，人口増加でエネルギー消費量は今後，指数関数的に増加することが予想される次世代エレクトロニクスにおいて、抜本的な省エネルギー化を新しいスイッチ素子、集積方法で実現できるようになる。
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