| 研究課題/領域番号 |
20H00252
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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 |
中区分21:電気電子工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
黒木 伸一郎 広島大学, ナノデバイス研究所, 教授 (70400281)
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| 研究分担者 |
田中 保宣 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 副研究センター長 (20357453)
児島 一聡 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究チーム長 (40371041)
大島 武 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, センター長 (50354949)
武山 昭憲 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (50370424)
牧野 高紘 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子機能創製研究センター, 主幹研究員 (80549668)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)
2022年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2021年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2020年度: 22,360千円 (直接経費: 17,200千円、間接経費: 5,160千円)
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| キーワード | 極限環境エレクトロニクス / シリコンカーバイド半導体 / CMOS集積回路 / 耐放射線 / 高温動作 / 耐放射線デバイス / 電子デバイス / 耐放射線集積回路 / 高温動作集積回路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
シリコンカーバイド（SiC）半導体はバンドギャップが広いという特性と原子間結合が強いという物性をもつ。このSiC半導体を用いたデバイスは高放射線・高温などの極限環境でも駆動可能なデバイスとして期待されている。本研究では、極限環境下でも駆動可能な4H-SiC CMOS集積回路の構築と、これに伴う回路設計パラメータ群を整備する。そしてこの技術を多くの研究者が利用な形にし、IoTプラットフォーム化を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、極限環境下でも駆動可能なシリコンカーバイド半導体を用いたCMOS集積回路の研究と、このためのデバイス・プロセス・回路の研究を総合的に行った。耐放射線性（ガンマ線）2 MGy (200 Mrad)をもち、超高温動作500°Cでも動作可能なセルフアライン・短チャネル・高移動度4H-SiC MOSFETsを用いた集積回路を実現した。SiC CMOSプロセスを統合し、4H-SiC CMOS集積回路を実現し、CMOS論理回路およびイメージセンサの研究を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
現在福島第一原発の廃炉活動が進められている。その活動には高放射線環境下でのロボットによる作業が必要であるが、通常ロボットの半導体集積回路は、高い放射線環境下で容易に破損する。そのためメガグレイ級の放射線耐性を持つ集積回路が望まれている。また他方、最先端科学である（１）金星探査なども含む宇宙探査、（２）高エネルギー物理を支える加速器、（３）国際熱核融合実験炉では、耐放射線性および500°Cまでの超高温動作可能なエレクトロニクスが強く望まれている。これを解決するため本研究ではシリコンカーバイド半導体を用いた4H-SiC集積回路の研究を進めた。本研究により人類の新しいフロンティア開拓に寄与する。
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