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2017 年度 実績報告書

Fabrication of high current output fin-type diamond field-effect transistors

研究課題

研究課題/領域番号 16K18096
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

劉 江偉  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 独立研究者 (30732119)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードDiamond / MOSFET / triple-gate / multi-gate / fin-type
研究実績の概要

The excellent physical properties of semiconductor diamond make it a promising candidate material for high-power and high-frequency electronic device fabrication. However, the lack of large-area single-crystal diamond wafers hinders practical device development. This issue has led us to downscale diamond electronic devices. The triple-gate metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET) architecture offers a way to extend device downscaling and increase device output current. Here, we design and fabricate a hydrogenated diamond (H-diamond) triple-gate MOSFET. The device’s electrical properties are compared with those of planar-type MOSFETs, which are fabricated simultaneously on the same substrate. The triple-gate MOSFET’s output current is much higher than that of the planar-type device, and the on/off ratio and subthreshold swing are more than 10e8 and as low as 110 mV/dec, respectively. The fabrication of these H-diamond triple-gate MOSFETs will drive diamond electronic device development forward towards practical applications.

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 13件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Annealing effects on hydrogenated diamond NOR logic circuits2018

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, 大里 啓孝, Meiyong Liao, 井村 将隆, 渡辺 英一郎, 小出 康夫
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] Deposition of TiO2/Al2O3 bilayer on hydrogenated diamond for electronic devices: Capacitors, field-effect transistors, and logic inverters2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, Meiyong Liao, 井村 将隆, BANAL Ryan, 小出 康夫
    • 雑誌名

      JOURNAL OF APPLIED PHYSICS

      巻: 121 ページ: 224502-1~10

    • DOI

      10.1063/1.4985066

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of off-cut angle of hydrogen-terminated diamond(111) substrate on the quality of AlN towards high-density AlN/diamond(111) interface hole channel2017

    • 著者名/発表者名
      井村 将隆, BANAL Ryan, Meiyong Liao, 劉 江偉, 相澤 俊, 田中 彰博, 岩井 秀夫, 間野 高明, 小出 康夫
    • 雑誌名

      JOURNAL OF APPLIED PHYSICS

      巻: 121 ページ: 025702-1~6

    • DOI

      10.1063/1.4972979

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Logic circuits with hydrogenated diamond field-effect transistors2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, 大里 啓孝, Meiyong Liao, 井村 将隆, 渡辺 英一郎, 小出 康夫
    • 雑誌名

      IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS

      巻: 38 ページ: 922~925

    • DOI

      10.1109/LED.2017.2702744

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement-mode hydrogenated diamond metal-oxide-semiconductor field-effect transistors with Y2O3 oxide insulator grown by electron beam evaporator2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, 大里 啓孝, Meiyong Liao, 小出 康夫
    • 雑誌名

      APPLIED PHYSICS LETTERS

      巻: 110 ページ: 203502-1~5

    • DOI

      10.1063/1.4983091

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Sputter Deposition Atmosphere of AlN on the Electrical Properties of Hydrogen-Terminated Diamond Field Effect Transistor with AlN/Al2O3 Stack Gate2017

    • 著者名/発表者名
      BANAL Ryan, 井村 将隆, 大畑洋人, Meiyong Liao, 劉 江偉, 小出 康夫
    • 雑誌名

      PHYSICA STATUS SOLIDI A-APPLICATIONS AND MATERIALS SCIENCE

      巻: 214 ページ: 1700463-1~6

    • DOI

      10.1002/pssa.201700463

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of diamond MOSFET logic circuits2018

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉
    • 学会等名
      106th semiconductor surface chemistry seminar(Oshima Lab)
    • 招待講演
  • [学会発表] Data-driven analysis method / Data-driven analysis method,2018

    • 著者名/発表者名
      B. Da, Z. F. Hou, 劉 江偉, H. Yoshikawa, S. Tanuma
    • 学会等名
      MI・計測 合同シンポジウム
  • [学会発表] ダイヤモンド論理回路チップの開発2018

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, 小出 康夫
    • 学会等名
      SATテクノロジーショーケース2018
  • [学会発表] Diamond NOT and NOR logic circuits composed of enhancement-mode and depletion-mode MOSFETs2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉
    • 学会等名
      2017 Cross Strait Seminar on Diamond Films and Functional Devices
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Semiconductor diamond-based MOS electronic devices2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉
    • 学会等名
      4th Annual Global Congress of Knowledge Economy-2017
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Normally-on/off control of diamond FETs and logic circuit demonstration2017

    • 著者名/発表者名
      小出 康夫, 劉 江偉, 井村 将隆, Meiyong Liao
    • 学会等名
      The 2017 E-MRS Fall Meeting and Exhibit
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Diamond field-effect transistors2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉
    • 学会等名
      3rd Annual International Workshop on Materials Science and Engineering
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent development for semiconductor diamond based MOSFETs2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉
    • 学会等名
      The Int'l Conference on New Materials and Applications
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent developments for our diamond electronic device2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉
    • 学会等名
      2017 Collaborative Conference on Materials Research (CCMR)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] D/E-mode control of diamond FETs and logic circuit demonstration2017

    • 著者名/発表者名
      小出 康夫, 劉 江偉, 井村 将隆, Meiyong Liao
    • 学会等名
      Conference on Single Crystal Diamond and Electronics (SCDE2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Logic circuits with hydrogenated diamond MOSFETs2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, Meiyong Liao, 井村 将隆, 小出 康夫
    • 学会等名
      2017 International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of triple-gate hydrogenated diamond MOSFETs2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, 大里 啓孝, Xi Wang, Meiyong Liao, 小出 康夫
    • 学会等名
      2017 International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement on electrical properties of H-terminated diamond FETs using sputter deposition AlN/ atomic layer deposition Al2O32017

    • 著者名/発表者名
      井村 将隆, BANAL Ryan, Meiyong Liao, 劉 江偉,, 間野 高明, 小出 康夫
    • 学会等名
      2017 International Conference on Diamond and Carbon Materials
    • 国際学会
  • [学会発表] Diamond logic circuits with depletion- and enhancement-mode MOSFETs2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, 大里 啓孝, Meiyong Liao, 井村 将隆, 渡辺 英一郎, 小出 康夫
    • 学会等名
      29th International Conference on Defects in Semiconductors
    • 国際学会
  • [学会発表] High-current triple-gate H-diamond MOSFET2017

    • 著者名/発表者名
      小出 康夫, 劉 江偉, Meiyong Liao, 井村 将隆, 大里 啓孝,
    • 学会等名
      The 11th Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of off-cut angle of hydrogen-terminated diamond(111) substrate on the quality of AlN towards high-density AlN/diamond(111) interface hole channel2017

    • 著者名/発表者名
      井村 将隆, BANAL Ryan, Meiyong Liao, 劉 江偉, 相澤 俊, 田中 彰博, 岩井 秀夫, 間野 高明, 小出 康夫
    • 学会等名
      The 11th Conference on New Diamond and Nano Carbons (NDNC2017)
    • 国際学会
  • [学会発表] Fabrication of diamond MOSFET logic circuits2017

    • 著者名/発表者名
      劉 江偉, 小出 康夫
    • 学会等名
      NIMS WEEK 2017
  • [備考]

    • URL

      https://samurai.nims.go.jp/profiles/liu_jiangwei

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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