| 研究課題/領域番号 |
26289113
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
松川 貴 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究グループ長 (70287986)
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| 研究分担者 |
柳 永勲 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 上級主任研究員 (90312610)
昌原 明植 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノエレクトロニクス研究部門, 研究部門付き (50357993)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | テラヘルツ波 / FinFET / 先端機能デバイス / 半導体超微細化 |
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| 研究実績の概要 |
テラヘルツ放射器を構成するFinFET基盤技術としては、発振周波数の安定性に大きく影響するフリッカノイズを非晶質金属ゲートの導入により低減に成功した成果について、論文化を進めた。このような低フリッカノイズ非晶質ゲートと通常多結晶金属ゲート双方のFinFETに関して、平成26年度に設計を完了したゲート長50nmのテラヘルツ放射器の試作ロットを継続して進めた。配線の寄生容量の影響を極力小さくするために、1層目配線工程まで全てを電子ビーム露光により加工することとした。これまでに確立していなかった電子ビームレジストによる金属配線加工工程、微細ビアホール開口工程の開発を合わせて進め、プロセス装置のトラブルの影響で遅れがでているが、平成27年度末に全行程が完了した。平成28年度の前半に電気的特性評価を完了させ、平成26年度に整備した準光学的テラヘルツ波検出器によるサブテラヘルツ波検出を確認する予定である。
テラヘルツ放射器の試作と平行して、サブテラヘルツ波周波数測定のためのヘテロダイン測定系のセットアップを行った。想定されるサブテラヘルツ波周波数に適合したホーンアンテナ、ミキサの周波数逓倍率と、スペクトラムアナライザで検出可能な中間周波数(IF)に合わせてマイクロ発振器の導入を行い、上記ホーンホーンアンテナ、ミキサ、スペクトラムアナライザを統合したヘテロダイン測定系を完成させた。上記の準光学的テラヘルツ検出の後、速やかに周波数測定にとりかかり、試作したテラヘルツ放射器の周波数の可変性と安定性の評価を行う予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初平成27年度中に、CMOS FinFETリング発振器の試作完了と電気的特性評価完了を目指していた。発振周波数上限を改善するために金属配線も含めた電子ビーム露光による微細化を狙ったため、微細配線加工工程の確立と本ロットにおける配線工程の完了に想定以上の時間を要し、加えて年度途中にプロセス装置の故障が発生したため、試作工程の進捗に遅れが生じた。
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| 今後の研究の推進方策 |
試作プロセス装置のトラブルの影響で試作工程の遅れが有り、ゲート長50nmのFinFETをベースとしたテラヘルツ放射器の試作は平成27年度末に完了したところである。一方で、ミキサ・外部高周波発振器を組み合わせたヘテロダイン測定系の立ち上げは昨年度に完了しており、試作が完了したテラヘルツ放射器の評価に着手する。以上の評価と並行して、Lg=20nmにおけるリング発振器ベースのテラヘルツ波放射器の設計、試作、評価を行う。高速なnMOSのみで構成する発振器の試作も合わせ、当初目標のCMOSリング発振器の基本周波数240GHz、３倍高調波で最終目標である700GHz超の達成を目指す。
テラヘルツイメージングの実証に向けては、試作工程の遅れの影響も有り、試作チップから放出されるテラヘルツ波を用い、吸収度の違いによる異なるイメージング対象物質の識別の実証までを直近の目標として、評価を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
年度末にかけて試作実験を継続して行っており、臨機応変に実験消耗品の手配を行うため年度末ぎりぎりまで予算を温存し、その結果次年度使用額が発生した。
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| 次年度使用額の使用計画 |
年度前半早々に、実験用消耗品の手配を行う予定である。
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