ナノポア導入によるシリコンナノシートデバイスの電子的・熱的特性変調

• 研究課題/領域番号: 25K07857
• 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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 森田 行則 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 上級主任研究員 (60358190)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2027年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2026年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: シリコンナノシート / ヘリウムイオン顕微鏡 / ナノポア

研究開始時の研究の概要

本研究では、3nm以下から単層の薄さの「シリコン極限ナノシート」を形成し、「ヘリウムイオン顕微鏡技術」を用いた超精密イオン照射により、従来型リソグラフィでは困難な、10nmピッチで位置、形状等を制御したナノポア（ナノサイズの穴）を形成することで、シリコン極限ナノシートの電気的特性、熱電特性の変調を試みる。具体的には、デバイス中を流れるキャリア（電子、ホール、フォノン）の平均自由行程を、ナノポアを散乱源として導入することで意図的に制御する。これにより、たとえばトランジスタにおける電子・ホールと熱の流れを最適化、また、シリコンナノシートをチップ中の熱を回収する熱電デバイスとして最適化する。