| 研究課題/領域番号 |
19K15030
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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 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
蔭浦 泰資 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, NIMSポスドク研究員 (20801202)
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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 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | ダイヤモンド / 微細加工 / 二次元正孔ガス / 電界効果トランジスタ / エッチング / FinFET / 水素終端 / ２DHG |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ダイヤモンドは、表面を水素結合（C-H）で終端させて負イオンが吸着することで、2次元正孔ガス(2DHG)層が表面近傍に形成される。2DHG層は浅いアクセプタ準位、高い表面キャリア密度を有しており、面方位に依らず誘起され、かつ広い温度領域で安定したp型伝導を発現する。一方、極微細化されたFin構造における伝導機構およびデバイス開発の報告はない。そこで本研究では、2DHGダイヤモンドNano-Fin構造の量子的な電気伝導機構の探索・解明を実施し、高電流密度・高移動度を有する2DHGダイヤモンドNano-FinFETを実現する。
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| 研究成果の概要 |
三次元構造に微細加工されたダイヤモンドの水素終端表面に誘起される二次元正孔ガス層の電気伝導を利用することで、高い電流密度や低いオン抵抗を有する高性能ダイヤモンド電子デバイスの実現を目的とした。そこで本研究では、三次元構造を形成するための基盤技術となるダイヤモンドナノ微細加工技術を構築し、三次元構造化によるダイヤモンドデバイスの特性向上を実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
優れた物性値から近年注目を集めているダイヤモンドパワーデバイスは、大電力を必要とする大型輸送車両などへ搭載することで大幅な省エネルギー化が期待され、衛星通信システムなどの高周波電力増幅器に適用することで飛躍的な通信速度の向上が期待されている。本研究成果は、三次元構造化によりダイヤモンドデバイスの性能を飛躍的に向上できることを示した共に、その過程で構築した微細加工プロセスは、ダイヤモンドを用いた他の量子デバイス（超伝導・スピン）へ応用可能であることを示した。
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