| 研究課題/領域番号 |
20H02188
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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 |
長田 貴弘 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, グループリーダー (10421439)
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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 |
16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | 高誘電体 / 半導体 / ゲート絶縁膜 / ヘテロ界面 / 結晶成長 / フッ化物 / 高誘電体材料 / キャパシタ構造 / 光電子分光 / 界面 / 絶縁膜 / ワイドギャップ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、トランジスタの高機能化に資する高誘電体材料開発を実施する。実施者らが提案しているワイドギャップ高誘電率材料であるフッ化物薄膜で課題となっている界面欠陥制御とヘテロ界面でのフッ素の果たす役割を明らかにし、その欠陥を制御することでフッ化物が持つ、高誘電性、高絶縁性を活用した高誘電体ゲート薄膜材料の高機能化を実現する。
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| 研究成果の概要 |
研究の目的は、絶縁体と半導体界面の機能向上と漏れ電流低減によりIT機器の消費電力の劇的な低減を材料レベルから実現することである。このために、半導体素子に用いられる高誘電体材料の開発を行った。対象材料はフッ化物ゲート絶縁膜材料であり、本材料が半導体に対してバンドギャップと高誘電率の両立を実現できる材料であることを示し、半導体との直接接合形成を実現した。本材料は、高い絶縁性が実現できるで、省電力高機能半導体素子の化への応用が期待できる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来材料とは異なる酸素を含まないフッ化物高誘電体材料を実用化が期待されている次世代半導体材料上に形成し、高誘電体材料の機能検証とその改善のための接合界面の改善を実施した。これにより、フッ化物が高誘電体として機能することを明らかにし、原子層の界面改善層を導入することで機能改善の可能性を見出した。まだ、期待された高誘電率の達成には至っていないが、将来のIT機器の消費電力の劇的な低減が期待できる材料である。
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