未到エネルギー研究センター

グリーンナノテクノロジー研究分野

  • 教授寒川 誠二

  • 特任助教大堀 大介

次世代ナノスケールデバイスにおける高精度ナノプロセスを目指し、プラズマプロセス、ビームプロセスや原子操作プロセスにおける活性種(電子、正負イオン、原子・分子、ラジカル、フォトン)と物質との相互作用(エッチング、薄膜堆積、表面改質)に関する研究や、これら原子分子プロセスに基づいた先端バイオテンプレート極限加工技術に関する研究を進めています。さらに、実験と計算(シミュレーション)を融合し、原子層レベルの制御を実現できるインテリジェント・ナノプロセスの構築を目指しています。

2 nm世代向けのSi/Ge異種チャネル集積プラットフォームの構築

我々が開発した中性粒子ビームエッチング技術を用いて、無欠陥原子・分子レベルの高精度ナノ加工技術によって、2 nm世代向けのSi/Ge異種チャネルプラットフォームを、日本-台湾間で構築しました。中性粒子ビームと最先端の半導体プロセスを組み合わせることで、集積回路の3次元化による高集積化により、大幅な集積化とデバイスの高速化を目指して研究を行っています。

ナノデバイス・システムオンチップ (SoC) 実現のための研究

超低損傷中性粒子ビームエッチング技術を用いて、異種材料・異種デバイスのハイブリッド化を達成するために、低消費電力のSi (Ge) MOSFETドライバを用いて高効率な高パワーGaN HEMTを3次元ボンディング技術を用いて一つの基板に設計して、動作させる研究を行っています。そして、最終的には異種材料デバイスによる省電力SoCの実現を目指しています。

無欠陥ナノ周期構造によるフォノン場制御を用いた高移動度半導体素子

バイオテンプレート技術と無損傷中性粒子ビーム技術の融合によるバイオテンプレート極限加工技術を提案しました。この手法を用いて、高密度・無欠陥・規則的なナノアレイ構造の形成に成功しています。この手法を使って、フォノン場(熱)を制御したトランジスタの作製を目指しています。

バイオテンプレート極限加工による設計制御可能な量子ドット作製技術

バイオテンプレート極限加工技術を用いて、量子ドット構造を作製することができます。サブ10 nmで構造を制御することが可能な加工技術を用いて、電子や光の振る舞いを制御してきました。これらの基盤技術を応用することで、スピン保持とスピン輸送制御による量子コンピュータへと展開していく研究を行っています。