炭素機能性材料を用いた革新的次世代電子デバイスの開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24760247
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 鷹林 将 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (00464305)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: グラフェン / ダイヤモンドライクカーボン (DLC) / 電界効果トランジスタ

研究概要

グラフェンは、シリコンなどの既存半導体の値を凌駕するキャリア移動度を示し、現行電子バイスの微細化限界を打破する材料として注目されている。しかしながらグラフェンは炭素質ゆえに、従来の二酸化シリコン等の酸化物誘電材料を用いた電界効果トランジスタ(FET)構造には、酸化ダメージのために適用できない。
そこで代表者は「光電子制御プラズマCVD法」を用いて、グラフェン上へ同じ炭素材料であるダイヤモンドライクカーボン(DLC)の低ダメージ成膜を行い、DLCゲート絶縁膜グラフェンFETを作製した。その相互コンダクタンスを検討したところ、二酸化ハフニウム等の高誘電率材料を使用した場合に匹敵する性能を得た。

研究成果

• [雑誌論文] X線光電子分光法によるダイヤモンドライクカーボン薄膜の表面化学構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鷹林将, 高萩隆行
  • 雑誌名: Journal of Surface Analysis,表面分析研究会 巻: 20巻 ページ: 25-54
  • URL: http://www.sasj.jp/JSA/CONTENTS/jsa_list.html
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of Diamond-Like Carbon Films by Photoemission-Assisted Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (2013)
  • 著者名/発表者名: Meng Yang, Susumu Takabayashi, Shuichi Ogawa, Hiroyuki Hayashi, Radek Ješko, Taiichi Otsuji, and Yuji Takakuwa
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics, Institute of Pure and Applied Physics 巻: 52巻 ページ: 110123/1-11
  • DOI: 10.7567/JJAP.52.110123
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dielectric-Tuned Diamondlike Carbon Materials for an Ultrahigh-Speed Self-Aligned Graphene Channel Field Effect Transistor (2013)
  • 著者名/発表者名: Susumu Takabayashi, Meng Yang, Shuichi Ogawa, Yuji Takakuwa, Tetsuya Suemitsu, Taiichi Otsuji
  • 雑誌名: Advances in Science and Technology, Trans Tech Publications 巻: 77巻 ページ: 270-275
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/AST.77.270
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of diamond-like carbon films on Si substrates by photoemission-assisted plasma- enhanced chemical vapor deposition (2012)
  • 著者名/発表者名: Meng Yang, Shuichi Ogawa, Susumu Takabayashi, Taiichi Otsuji, and Yuji Takakuwa
  • 雑誌名: Thin Solid Films, Elsevier 巻: 523巻 ページ: 25-28
  • DOI: 10.1016/j.tsf.2012.05.059
  • 査読あり
• [学会発表] Growth Mechanism Analysis and Precise Control of Electrical and Optical Characteristics of Diamond-Like Carbon Films (2013)
  • 著者名/発表者名: Susumu Takabayashi, Hiroyuki Hayashi, Meng. Yang, Radek Ješko, Shuichi Ogawa, Taiichi Otsuji and Yuji Takakuwa
  • 学会等名: 12th. International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-12)
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2013-11-07
• [学会発表] Formation of aδ-Doped Diamond-Like Carbon Film with a Modulation-doped Gate Dielectric Structure (2013)
  • 著者名/発表者名: Susumu Takabayashi, Hiroyuki Hayashi, Meng Yang, Radek Ješko, Rie Shishido, Shuichi Ogawa, Taiichi Otsuji and Yuji Takakuwa
  • 学会等名: 12th. International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures (ACSIN-12)
  • 発表場所: Tsukuba International Congress Center, Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2013-11-07
• [学会発表] 光電子制御プラズマCVD法によるδ-ドープダイヤモンドライクカーボン薄膜の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鷹林将,楊猛,林広幸,ラデクイェシコ,小川修一,尾辻泰一,高桑雄二
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学,京都府京田辺市
  • 年月日: 2013-09-18
• [学会発表] ダイヤモンドライクカーボン薄膜のラマン解析とXPS解析との関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鷹林将,高萩隆行
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学,京都府京田辺市
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] ダイヤモンドライクカーボン薄膜の誘電率制御およびリモートキャリア注入機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鷹林将,楊猛,林広幸,江藤隆紀,小川修一,高桑雄二,末光哲也,尾辻泰一
  • 学会等名: 第32回表面科学学術講演会
  • 発表場所: 東北大学,宮城県仙台市
  • 年月日: 2012-11-22
• [学会発表] Carrier Remote Doping Effect in Graphene- Channel FET's with Diamondlike Carbon Gate Dielectrics (2012)
  • 著者名/発表者名: Susumu Takabayashi, Meng Yang, Takanori Eto, Hiroyuki Hayashi, Shuichi Ogawa, Yuji Takakuwa, Tetsuya Suemitsu, Taiichi Otsuji
  • 学会等名: 3rd. International Symposium on Graphene Devices (ISGD-3)
  • 発表場所: Synchrotron Radiation SOLEIL, Saint Aubin, France
  • 年月日: 2012-11-06
• [学会発表] ダイヤモンドライクカーボン絶縁膜を用いたグラフェンFET (2012)
  • 著者名/発表者名: 鷹林将, 楊猛, 小川修一, 林広幸, 栗田裕記, 高桑雄二, 末光哲也, 尾辻泰一
  • 学会等名: 電子情報通信学会電子デバイス研究会
  • 発表場所: 福井大学,福井県福井市
  • 年月日: 2012-07-27
• [学会発表] Dielectric-tuned Diamondlike Carbon Materials for an Ultrahigh-speed Self-aligned Graphene Channel Field Effect Transistor (2012)
  • 著者名/発表者名: Susumu Takabayashi, Meng Yang, Shuichi Ogawa, Yuji Takakuwa, Tetsuya Suemitsu, Taiichi Otsuji
  • 学会等名: 4th. Internationals Conferences on Modern Materials and Technologies (CIMTEC2012)
  • 発表場所: Montecatini Terme, Tuscany, Italy
  • 年月日: 2012-06-14
• [学会発表] Dielectric-Tuned Diamondlike Carbon Materials for High-Performance Self-Aligned Graphene- Channel Field Effect Transistors (2012)
  • 著者名/発表者名: Susumu Takabayashi, Meng Yang, Shuichi Ogawa, Yuji Takakuwa, Tetsuya Suemitsu, Taiichi Otsuji
  • 学会等名: 2012 Material Research Society (MRS) Spring Meeting
  • 発表場所: Moscone West Convention Center/Marriott Marquis, San Francisco, California, USA
  • 年月日: 2012-04-13