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単一トラップの分離検出・電子物性評価技術の開発とトラップ物理の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 26289105
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関島根大学

研究代表者

土屋 敏章  島根大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (20304248)

研究分担者 小野 行徳  富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 教授 (80374073)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2016年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2015年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2014年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード電子デバイス・電子機器 / マイクロ・ナノデバイス / 表面・界面物性
研究成果の概要

チャージポンピング(CP)法を用いて,単一Si/SiO2界面トラップの独創的検出評価手法を開発し,系統的評価結果から,単一トラップにおける電子捕獲放出過程は2つのエネルギー準位が関与し,単一トラップからの最大CP電流ICPMAXは0~2fqの範囲の様々な値となることを初めて実証した(fはゲートパルス周波数,qは電子電荷).これまで,ICPMAX=fq一定と広く信じられてきたが,これは根本的に誤りであることを明らかにした.また,単一トラップの2つのエネルギー準位の状態密度分布を初めて導出すると共に,トラップに関する得られた本質的性質に基づいてCP理論を原理的に修正した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 謝辞記載あり 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 6件、 招待講演 12件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Improvement of charge-pumping electrically detected magnetic resonance and its application to silicon metal-oxide-semiconductor field-effect transistor2017

    • 著者名/発表者名
      M.Hori, T.Tsuchiya, Y.Ono
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Express

      巻: 10 号: 1 ページ: 015701-015701

    • DOI

      10.7567/apex.10.015701

    • NAID

      210000135738

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-domain charge pumping on silicon-on-indulator MOS devices2017

    • 著者名/発表者名
      T.Watanabe, M.Hori, T.Tsuchiya, A.Fujiwara, Y.Ono
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys

      巻: 56 号: 1 ページ: 011303-011303

    • DOI

      10.7567/jjap.56.011303

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distribution of the energy levels of individual interface traps and a fundamental refinement in charge pumping theory2017

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuchiya and P. M. Lenahan
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 56(3) 号: 3 ページ: 031301-031301

    • DOI

      10.7567/jjap.56.031301

    • NAID

      210000147460

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] チャージポンピング法による単一界面トラップ(欠陥)の検出と評価2016

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 雑誌名

      応用物理

      巻: 85(5) ページ: 422-426

    • NAID

      130007715381

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of Interface Defects by the Charge Pumping Technique,2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 74(4) 号: 4 ページ: 29-37

    • DOI

      10.1149/07504.0029ecst

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Characterization of Individual Si/SiO2 Interface Traps: Direct Observation of Single Pb0 Centers by the Charge Pumping (CP) Method and Correction of the Conventional CP Theory2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 69(10) 号: 10 ページ: 145-154

    • DOI

      10.1149/06910.0145ecst

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evaluation of Accuracy of Charge Pumping Current in Time Domain2015

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, M. Hori, T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Electronics

      巻: E98.C 号: 5 ページ: 390-394

    • DOI

      10.1587/transele.E98.C.390

    • NAID

      130005067742

    • ISSN
      0916-8524, 1745-1353
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Charge Pumping Current from Single Si/SiO2 Interface Traps: Direct Observation of Pb Centers and Fundamental Trap-Counting by the Charge Pumping Method2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya, Yukinori Ono
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 54(4S)

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct observation of electron emission and recombination processes by time domain measurements of charge pumping current2015

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, T. Watanabe, T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 106 号: 4

    • DOI

      10.1063/1.4906997

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of electron capture process in charge pumping sequence using time domain measurements2014

    • 著者名/発表者名
      M. Hori, T. Watanabe, T. Tsuchiya, Y. Ono
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 105 号: 26

    • DOI

      10.1063/1.4905032

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Silicon-on-insulator MOSデバイスにおける実時間チャージポンピングの応用2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺時暢,堀 匡寛,土屋敏章,藤原 聡,小野行徳
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜,横浜
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 原子スケール信頼性に関わるMOS界面近傍の単一欠陥評価2017

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      薄膜材料デバイス研究会山陰特別研究会
    • 発表場所
      青嵐荘,奥出雲
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] チャージポンピング法による単一MOS界面トラップの個別検出と解析-原子スケールの視点で新たなトラップ物理を目指して-2016

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      電子情報通信学会シリコン材料・デバイス研究会,応用物理学会シリコンテクノロジ分科会共催
    • 発表場所
      機械振興会館,東京
    • 年月日
      2016-11-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] チャージポンピング(CP)法によるMOS界面欠陥評価:CP法の原理的改善と単一欠陥評価への進展2016

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      第13回薄膜材料デバイス研究会
    • 発表場所
      龍谷大学響都ホール校友会館,京都
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of Interface Defects by the Charge Pumping Technique2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya
    • 学会等名
      The 14th Symp. on High Purity and High Mobility Semiconductors, PRiME 2016/The 230th ECS Meeting
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Charge Pumping Current from Single Si/SiO2 Interface Traps: Direct Observation of Pb Centers and Fundamental Trap-Counting by the Charge Pumping Method2016

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章,小野行徳
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単一界面トラップの準位密度分布:”U字型“分布は定説か?”2016

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章,P. M. レナハン
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高感度チャージポンピングEDMR法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      堀 匡寛,成松諒一,土屋敏章,小野行徳
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ,新潟
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Detection and Characterization of Single MOS Interface Traps by the Charge Pumping Method2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya
    • 学会等名
      International Meeting for Future of Electron Devices
    • 発表場所
      Ryukoku University Avanti Kyoto Hall, Kyoto
    • 年月日
      2016-06-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 界面トラップ数の真の値とばらつき,および従来のチャージポンピング理論による値との比較2016

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス,東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 電子捕獲放出過程における界面トラップ間の相互作用2016

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 大岡山キャンパス,東京
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MOS界面トラップのエネルギー分布形状に及ぼす使用パラメータ値の影響2016

    • 著者名/発表者名
      田代晃之,土屋敏章
    • 学会等名
      応用物理学会中国四国支部2016年度学術講演会
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス,岡山
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Distribution of the energy levels of single interface traps in nanoscale MOSFETs and a comparison of the actual number of traps with the values determined by conventional charge pumping theory2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya,
    • 学会等名
      46th IEEE Semiconductor Interface Specialist Conference
    • 発表場所
      Key Bridge Marriott, Arlington, VA, USA
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characterization of Individual Si/SiO2 Interface Traps: Direct Observation of Single Pb0 Centers by the Charge Pumping (CP) Method and Correction of the Conventional CP Theory2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya
    • 学会等名
      The 228th Electrochemical Society Meeting, the Symp. on ULSI Process Integration 9
    • 発表場所
      Hyatt Regency Phoenix & Phoenix Convention Center, Phoenix, Arizona, USA
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Detection and Characterization of Single MOS Interface Traps2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya
    • 学会等名
      IEEE EDS DL-Workshop –Carrier Trapping Origin of Device Degradation-
    • 発表場所
      Hiroshima Univ., Hiroshima
    • 年月日
      2015-08-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MOS界面近傍の個々のトラップ評価:CP法による単一Pbセンターの直接観測・評価と多値RTN関与の個別トラップ評価2015

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      独立行政法人 日本学術振興会 半導体界面制御技術第154委員会 第95回研究会
    • 発表場所
      CIC東京,東京
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection of Single Traps and Characterization of Individual Traps: Beginning of “Atomistic Reliability Physics”2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya
    • 学会等名
      The 4th International Symposium on Next-Generation Electronics
    • 発表場所
      National Taiwan Univ. of Science and Technology, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-05-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単一Si/SiO2界面トラップのチャージポンピング(CP)特性:Pb0センターの電気的直接観測と従来CP理論の原理的改善2015

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章,小野行徳
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] チャージポンピング電流の実時間計測による電子捕獲過程の解析2015

    • 著者名/発表者名
      堀 匡寛,渡辺時暢,土屋敏章,小野行徳
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] チャージポンピング電流の実時間計測による電子放出,再結合過程の直接観察2015

    • 著者名/発表者名
      堀 匡寛,渡辺時暢,土屋敏章,小野行徳
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 電子捕獲履歴現象を利用したナノスケールMOSFETにおける多値ランダムテレグラフノイズの解析2014

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      電子情報通信学会シリコン材料・デバイス研究会
    • 発表場所
      東北大学未来科学技術共同研究センター(仙台)
    • 年月日
      2014-10-16 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Charge Pumping Current from Single Si/SiO2 Interface Traps: Direct Observation of Pb Centers and Fundamental Trap-Counting by the Charge Pumping Method2014

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Tsuchiya, Yukinori Ono
    • 学会等名
      International Conference on Solid State Devices and Materials
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ナノスケールMOSFETにおいて多値RTNに関与している個々の酸化膜トラップのキャラクタリゼーション2014

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      映像情報メディア学会・電子情報通信学会共催 情報センシング・集積回路合同研究会
    • 発表場所
      大社文化プレイスうらら館(出雲市)
    • 年月日
      2014-07-03 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of Accuracy of Time Domain Charge Pumping2014

    • 著者名/発表者名
      Tokinobu Watanabe, Masahiro Hori1, Toshiaki Tsuchiya, Yukinori Ono
    • 学会等名
      Asia-Pacific Workshop on Fundamentals and Applications of Advanced Semiconductor Devices
    • 発表場所
      Kanazawa Bunka Hall
    • 年月日
      2014-07-01 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] チャージポンピング法によるMOS界面評価2014

    • 著者名/発表者名
      土屋敏章
    • 学会等名
      産業技術総合研究所SiC酸化膜界面検討会
    • 発表場所
      発明会館(虎の門)
    • 年月日
      2014-06-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Time domain measurement of the charge pumping current2014

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Hori, Tokinobu Watanabe, Toshiaki Tsuchiya, Yukinori Ono
    • 学会等名
      Silicon Nanoelectronics Workshop
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village (Honolulu)
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 機能システム化デバイス研究室(土屋敏章)

    • URL

      http://www.ecs.shimane-u.ac.jp/~tsuchiya/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
  • [備考] 機能システム化デバイス研究室のホームページ

    • URL

      http://www.ecs.shimane-u.ac.jp/~tsuchiya/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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