| 研究課題/領域番号 |
19K15030
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
蔭浦 泰資 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, NIMSポスドク研究員 (20801202)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | ダイヤモンド / FinFET / エッチング |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、水素終端ダイヤモンド表面に誘起される二次元正孔ガス(2DHG)層を利用したダイヤモンドNano-Fin構造の量子的な電気伝導機構の探索・解明を実施し、高電流密度・高移動度を有する2DHGダイヤモンドNano-FinFET（電界効果トランジスタ）の実現を目指す。
はじめに、Nano-Fin構造の作製にあたりダイヤモンドエッチングプロセスの構築に取り組んだ。従来のダイヤモンド微細加工プロセスでは金属マスクを用いた酸素プラズマエッチングが主流であったが、金属マスクのエッチングにより生じるマイクロマスクの発生、アスペクト比の低さ、異方性制御の難しさ、そしてエッチングによる表面損傷が大きな課題となっていた。そこで2019年度では、MgO薄膜をマスクとした高密度ICP-RIEにより、高いアスペクト比と異方性が得られるプロセス開発に取り組んだ。
ダイヤモンドFETのパワーデバイス応用に関する研究として、三次元構造チャネルを用いた水素終端ダイヤモンドFETの大電流密度化、h-BN（六方晶窒素ホウ素）をゲート絶縁膜とした水素終端ダイヤモンドFETの高移動度化を実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
初年度でNano-Fin構造を作製するためのプロセス開発に目処がつき、物性評価を実施する環境が整った。また、三次元構造により実効的なチャネル領域面積を稼ぐことで高電流密度化が得られることを実証し、高移動度化への指針を得ている。以上の様に当初計画通りに研究を進めることができている。
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| 今後の研究の推進方策 |
プラズマエッチングによる表面損傷の評価を実施し、損傷低減プロセスの確立を目指す。具体的には、条件の異なるプラズマ処理を複数回重ねることで、高いアスペクト比と異方性を維持しつつ低損傷な微細加工技術を開発する。そしてNano-Fin構造の量子的な電気伝導機構の解明に取り組み、Nano-FinFETの実現を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
納入予定であった物品の一部が新型コロナの影響で遅延したため。次年度にて購入する予定である。
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