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六方晶窒化ホウ素層状ゲート絶縁膜の電気的絶縁破壊挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26886003
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 ナノ構造物理
研究機関東京大学

研究代表者

服部 吉晃  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (90736654)

研究期間 (年度) 2014-08-29 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014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h-BN / 絶縁破壊
研究成果の概要

層状絶縁物質であるh-BNはグラフェンFETのゲート絶縁膜や積層型電子デバイスの基板として理想的な物質として広く認識されているものの、絶縁膜としての信頼性や破壊メカニズムは未解明であるので、絶縁性に関して基礎研究を行った。本研究では、特に結晶構造に起因した破壊の異方性に着目して研究を行った。c軸に平行な方向における絶縁破壊強さをコンダクティブAFMを使って測定すると12 MV/cmであり、既存のアモルファスシリコン酸化物に匹敵することがわかった。一方、h-BNの表面に電極を作成しc軸に垂直方向の破壊強さを測定すると、3MV/cm程度であり、破壊電界に異方性があることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Layer-by-layer dielectric breakdown of hexagonal boron nitride2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori, K. Watanabe, T. Taniguchi, and K. Nagashio
    • 雑誌名

      ACS nano

      巻: 9 号: 1 ページ: 916-921

    • DOI

      10.1021/nn506645q

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 単結晶六方晶ボロンナイトライドの絶縁破壊強度の異方性2016

    • 著者名/発表者名
      服部吉晃, 谷口尚, 渡邊賢司, 長汐晃輔
    • 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(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic Dielectric Breakdown of Hexagonal Boron Nitride Film2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori, T. Taniguchi, K. Watanabe, and K. Nagashio
    • 学会等名
      APS March meeting 2016
    • 発表場所
      Baltimore (USA)
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 層状絶縁体h-BNの電気的絶縁破壊特性2016

    • 著者名/発表者名
      服部吉晃, 谷口尚, 渡邊賢司, 長汐晃輔
    • 学会等名
      第21回電子デバイス界面テクノロジー研究会
    • 発表場所
      東レ研修センター(静岡県三島市)
    • 年月日
      2016-01-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 六方晶ボロンナイトライドの絶縁破壊プロセス2015

    • 著者名/発表者名
      服部吉晃, 谷口尚, 渡邊賢司, 長汐晃輔
    • 学会等名
      第34回電子材料シンポジウム
    • 発表場所
      ラフォーレ琵琶湖(滋賀県守山市)
    • 年月日
      2015-07-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Anisotropic Dielectric Breakdown of Hexagonal Boron Nitride Film2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori, T. Taniguchi, K. Watanabe, and K. Nagashio
    • 学会等名
      International Conference on the Science and Application of Nanotubes(NT15)
    • 発表場所
      Nagoya (Japan) (愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] h-BNのLayer-by-Layer絶縁破壊2015

    • 著者名/発表者名
      服部吉晃, 谷口尚, 渡邊賢司, 長汐晃輔
    • 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(神奈川平塚市)
    • 年月日
      2015-03-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Layer-by-layer Dielectric Breakdown of Hexagonal Boron Nitride Film in Conductive AFM Measurement2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Hattori, T. Taniguchi, K. Watanabe, & K. Nagashio
    • 学会等名
      APS March meeting 2015
    • 発表場所
      SanAntonio (USA)
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] h-BN 層状絶縁物質における電気的絶縁破壊挙動2014

    • 著者名/発表者名
      服部吉晃, 谷口尚, 渡邊賢司, 長汐晃輔
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-09-09   更新日: 2017-05-10  

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