| 研究課題/領域番号 |
20H02211
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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 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
藤代 博記 東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 教授 (60339132)
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| 研究分担者 |
遠藤 聡 東京理科大学, 先進工学部電子システム工学科, 客員教授 (60417110)
渡邊 一世 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所小金井フロンティア研究センター, 室長 (20450687)
町田 龍人 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所小金井フロンティア研究センター, 研究員 (50806560)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | テラヘルツ領域 / 極限性能トランジスタ / GaInSb / HEMT / 歪みバンドエンジニアリング / fT / fmax / 遅延時間解析 / ナローギャップ半導体 / InGaSb |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、極めて小さい電子有効質量により究極のⅢ-V族半導体材料と期待されていながら特性実証が進んでいなかったSb系トランジスタに対して、InGaSbチャネルの導入と歪みバンドエンジニアリングにより、現実的なラフネス散乱と寄生インピーダンスの下で最も遮断周波数が高く雑音指数が低くなるチャネル構造を最適化設計し、従来の性能を凌駕するテラヘルツ領域極限性能トランジスタを実現する。
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| 研究成果の概要 |
テラヘルツ領域極限性能トランジスタの開発を目的として(1)界面ラフネス散乱等を考慮できる量子補正MCシミュレータとSPICEを統合したシミュレータの開発、現実的なラフネス散乱と寄生インピーダンスの下で最もfTが高くなるGaInSbチャネル構造の設計、(2) MBE成長、(3)ダメージレスプロセスの開発とHEMTの試作・評価を行った。バリア層を薄層化しダブルドープ構造とした歪みステップバッファGaInSb HEMTにおいて、Sb系トランジスタとして世界最高レベルのfT = 342 GHz(Lg = 50 nm)、fmax = 451 GHz(Lg = 70 nm)を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光と電磁波の境界であるテラヘルツ領域は、次世代通信、未踏センシング、極限コンピューティングなどの帯域として、フォトニクス、電磁波、エレクトロニクスの分野から研究が進められており、工業・情報通信・医療・バイオ・農業・セキュリティなど様々な応用が見込まれている。本研究は、テラヘルツ領域での共通の基盤技術であるテラヘルツ領域で動作する極限性能トランジスタの開発を目的とし、Sb系トランジスタとして世界最高レベルのfT = 342 GHz、fmax = 451 GHzを実現すると共に、ナローギャップ半導体の新たな学術分野を開拓した。
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