ナノ電子デバイス材料グループ

2023.04.01 更新

半導体に代表される電子材料は、IoT、電気自動車などの新技術で多様な用途で使用されています。この中で高集積、多機能化に加えて高耐久性、高速動作や合成のしやすさなどのニーズが増加しています。当グループでは、電子材料の薄膜誘電体材料に注目し、高信頼性と次世代の高速/高電力電子素子に資する新薄膜材料の開発を目的としています。薄膜誘電体材料はキャパシタ、メモリー素子、絶縁膜など多様な応用があり、応用に合せた材料設計ににインフォマティクスの導入をすすめています。一方、新材料の応用としてメモリー素子もありますが、ここでは、材料開発と界面評価技術を用いて、誘電体材料の電荷蓄積から転換し、ナノ空間に電荷を蓄積し高密度化することを目指します。そのために、電荷蓄積可能な欠陥を含む酸化物ナノ構造、ポーラス構造複合体などもターゲットにして電荷を蓄積する研究をすすめます。

アプローチ

新材料開発は、これまで開発してきた高速薄膜材料合成技術であるコンビナトリアル材料合成・評価技術に加えて、多量点解析・データベース化・計算科学の材料インフォマティクスの導入と外部連携を進め、更なる材料開発の加速を行います。また、新材料の素子応用では、異種材料接合界面が特性や合成のしやすさに影響します。当グループでは、これまで光電子分光を用いた界面の化学結合やバンドアライメントを解析する技術でバンド構造、欠陥評価技術に電圧印加を組み合わせ素子動作状態でのその場観察技術を開発しました。これら技術で多様な界面の電子・欠陥構造を解明してきました。これらナノスケールの界面評価手法を用いて、高速材料開発で得られた材料の基本素子構造を評価することで素子応用への検証と問題解決を行います。






主要設備[合成・加工設備]

コンビナトリアルパルスレーザー堆積装置
コンビナトリアルイオンビーム分子線エピタキシー装置
コンビナトリアルスパッタ装置
高速加熱雰囲気熱処理炉
プラズマ処理装置  等




主要設備[評価装置]

2次元X線回折装置
多機能原子間力顕微鏡(ケルビンフォース、圧電応答、誘電応答、電気抵抗評価)
ホール効果測定装置
セミオートプローブシステム
温度可変プロービングシステム 10~700 K
半導体パラメータアナライザ・インピーダンスアナライザ・ネットワークアナライザ
蛍光X線分析装置
演算装置・ソフトウエア  等




お問い合わせ先

ナノ電子デバイス材料グループ
〒305-0044 茨城県つくば市並木1-1
TEL: 029-860-4546
E-Mail: NAGATA.Takahiro=nims.go.jp([ = ] を [ @ ] にしてください)