| 研究課題/領域番号 |
19K15021
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
トープラサートポン カシディット 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (00826472)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 強誘電体FET / FeFET / AI計算 / HZO / 界面 / デバイス物理 / 強誘電体ゲートトランジスタ / 人工神経回路網 / 酸化ハフニウム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は強誘電体ゲートを用いた強誘電体ゲートトランジスタにおけるデバイス動作の物理機構を明らかにすることで人工神経回路網を構成する高性能なシナプス素子に向けた設計指針の確立と動作実証を目指す。強誘電体の分極機構および半導体側の反転層電荷の挙動を直接的に観測する手法を確立し、デバイス動作中のチャージダイナミクスを明らかにする。それに加え、待機状態における反転層電荷を調べることで、FeFETの状態保持を妨げる物理的要因を見出し、神経回路網の演算精度向上・高速化・保持時間改善を目指した素子の設計指針を確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究はAIハードウェアを構成するハフニア系強誘電体トランジスタの特性改善を目指してプロセス設計と動作機構の解明に成功した。強誘電体トランジスタの作製プロセスにおけるトレードオフを克服し、優れた入出力特性とメモリ特性をもつ強誘電体トランジスタの作製工程を確立した。また、強誘電体トランジスタを評価する新規の測定手法を提案して、内部で起こる物理現象と動作メカニズムを解明することで、用途に応じたデバイスの設計指針を確立した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で達成した強誘電体トランジスターの動作機構の解明と設計指針の確立により、強誘電体材料分野、固体物理分野、電子デバイス分野、およびAI分野をはじめとする幅広い研究分野に有意義な知見を得た。次世代メモリや次世代AIハードウェアとして世界中の企業等が検討し始めて期待されているこの材料・デバイスの基礎研究を行い、技術の基盤を作ったことで、技術の実用化と早期普及につながると期待される。
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