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積層半導体基板におけるキャリア輸送特性の高精度抽出法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K04160
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21050:電気電子材料工学関連
研究機関関西大学

研究代表者

佐藤 伸吾  関西大学, システム理工学部, 准教授 (60709137)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードpseudo-MOS法 / 積層半導体基板 / Kelvin法 / 伝送線路モデル / 容量-電圧特性 / チャネル伝導 / 低電界移動度 / シート抵抗 / 移動度 / 界面電荷密度
研究開始時の研究の概要

近年、新規材料や積層構造化により半導体素子能力の向上を模索する研究・開発が活発化しており、積層構造の界面品質に起因する電気物性の評価技術が求められている。
本研究は半導体素子形成工程を経ることなく、積層構造を有する半導体基板のキャリアの輸送特性・積層構造界面の電気的品質を、高精度に評価する手法を開発することを目的としている。様々な積層基板に適用可能な電気物性評価手法を開発することにより、半導体素子の開発速度の向上、半導体素子能力の向上に貢献する。

研究成果の概要

本研究は半導体素子の形成工程を経ることなく、積層構造を有する半導体基板の電気物性・界面品質を、高精度に評価する手法を開発することを目的として研究を開始した。積層基板向けの評価手法であるPseudo-MOS法を用いて電気物性値を抽出するにあたり、必須となる測定構成・基板条件を明らかにした。またそれらの条件下で容量値の周波数依存性を測定した際に、薄膜界面近傍に形成されるチャネル上を交流信号が伝搬する際に観測される特定周波数における容量値の極大化をはじめて確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年、活発に研究されている積層半導体基板に関して、半導体素子構造を形成することなく電気物性値を高精度に抽出する検査手法を開発することは各種材料やその積層構造開発の加速に資するものである。特に本研究を通して検査手法の高精度化に向けた測定構成・条件を明確化し、またその条件下で交流信号のチャネル上伝搬を観測できたことは界面品質に関連する検査手法の高精度化に向けた見込みを得たという点において社会的意義が大きい。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Detailed analysis of the capacitance characteristic measured using the pseudo-metal–oxide–semiconductor method2024

    • 著者名/発表者名
      Sato Shingo、Yuan Yifan
    • 雑誌名

      Solid-State Electronics

      巻: 217 ページ: 108950-108950

    • DOI

      10.1016/j.sse.2024.108950

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailed analysis of electrical components on a layered wafer via the AC pseudo-MOS method2023

    • 著者名/発表者名
      Yuan Yifan、Sato Shingo
    • 雑誌名

      Solid-State Electronics

      巻: 210 ページ: 108811-108811

    • DOI

      10.1016/j.sse.2023.108811

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detailing Influence of Contact Condition and Island Edge on Dual-Configuration Kelvin Pseudo-MOSFET Method2021

    • 著者名/発表者名
      Mori Daigo、Nakata Iori、Matsuda Masayoshi、Sato Shingo
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Electron Devices

      巻: 68 号: 6 ページ: 2906-2911

    • DOI

      10.1109/ted.2021.3074115

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] AC pseudo-MOS法による積層ウエハ上の電気的成分の詳細解析2024

    • 著者名/発表者名
      袁 一凡, 佐藤伸吾
    • 学会等名
      先端科学技術シンポジウム2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Detailed analysis of electrical components on a layered wafer with an ac pseudo-MOS method,2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Yuan, S. Sato
    • 学会等名
      EuroSOI-ULIS’2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detailed analysis of electrical components on a layered wafer with an ac pseudo-MOS method2023

    • 著者名/発表者名
      Y. Yuan, and S. Sato
    • 学会等名
      9th Joint International EuroSOI Workshop and International Conference on Ultimate Integration on Silicon
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高精度電気物性値抽出に向けた積層半導体基板評価技術の開発2023

    • 著者名/発表者名
      袁一凡, 佐藤伸吾
    • 学会等名
      第27回関西大学先端科学技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Detailed analysis of electrical components on SOI wafer with an ac pseudo-MOS method,2022

    • 著者名/発表者名
      Y. Yuan, and S. Sato
    • 学会等名
      The 2022 International Meeting for Future of Electron Devices, Kansai
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling the propagation of ac signal on the channel of the pseudo-MOS method2021

    • 著者名/発表者名
      Shingo Sato
    • 学会等名
      2021 Joint International EUROSOI Workshop and International Conference on Ultimate Integration on Silicon (EuroSOI-ULIS)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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